WO2018066867A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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이진호
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, apparatus, and a recording medium storing a bitstream. Specifically, the present invention relates to a video encoding / decoding method and apparatus using inter prediction, and a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method or apparatus according to the present invention.
  • HD high definition
  • UHD ultra high definition
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technology
  • an intra-picture prediction technology for predicting pixel values included in the current picture using pixel information in the current picture
  • transformation and quantization techniques for compressing the energy of the residual signal
  • entropy coding technique for assigning short codes to high-frequency values and long codes for low-frequency values.
  • Image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an image encoding / decoding method and apparatus using inter-prediction with improved compression efficiency.
  • a method of decoding an image may include: deriving a temporal merge candidate from a corresponding position block of a current block, generating a merge candidate list of the current block based on the derived temporal merge candidate, and the generated merge Generating a prediction block of a current block based on a candidate list, and deriving the temporal merge candidate comprises: an image order count difference value of the current block and a reference image of the current block and the corresponding position block; And scaling a motion vector derived from the corresponding position block based on an image order count difference value of a reference image of the corresponding position block, and scaling a motion vector between a neighboring block of the current block and a corresponding position block of the neighboring block. Reporting the scaled motion vector based on the information It can include.
  • the derivation of the temporal merge candidate may include: an image order count difference value of a reference image of the neighboring block and the neighboring block, a corresponding position block of the neighboring block, and a corresponding position block of the neighboring block; Scaling a motion vector derived from a corresponding position block of the neighboring block based on an image sequence count difference value with respect to a reference image of, and moving the scaled motion vector derived from the corresponding position block of the neighboring block and the motion of the neighboring block
  • the method may further include generating motion vector scaling information between the neighboring block and the corresponding position block of the neighboring block based on the ratio of the vector.
  • the correcting the scaled motion vector may be performed by applying a weight value based on motion vector scaling information between the neighboring block and the corresponding position block of the neighboring block to the scaled motion vector.
  • the neighboring block may be selected from spatial neighboring blocks of the current block and temporal neighboring blocks of the current block based on neighboring block position information.
  • the neighboring block may be selected as a block having the same reference image as the reference image of the current block among the spatial neighboring blocks of the current block.
  • a method of encoding an image may include: deriving a temporal merge candidate from a corresponding position block of a current block, generating a merge candidate list of the current block based on the derived temporal merge candidate, and the generated merge Generating a prediction block of a current block based on a candidate list, and deriving the temporal merge candidate comprises: an image order count difference value of the current block and a reference image of the current block and the corresponding position block; And scaling a motion vector derived from the corresponding position block based on an image order count difference value of the reference image of the corresponding position block, and moving the space-time neighboring block of the current block and the corresponding position block of the space-time neighboring block.
  • the scaled based on vector scaling information Correcting the motion vector.
  • the storage medium according to the present invention can store a bitstream generated by the image encoding method.
  • an image decoding method includes obtaining an inter-screen prediction indicator indicating an inter-screen prediction direction and an inter-screen prediction mode, and generating a prediction block of a current block based on the inter-screen prediction indicator.
  • the inter-screen prediction indicator may indicate the inter-screen prediction mode for each prediction direction.
  • an image encoding method includes determining an inter prediction mode for each inter prediction direction and encoding an inter prediction indicator indicating an inter prediction direction and an inter prediction mode according to the determination. It may include.
  • the storage medium according to the present invention can store a bitstream generated by the encoding method.
  • an apparatus for decoding an image derives a temporal merge candidate from a corresponding position block of a current block, generates a merge candidate list of the current block based on the derived temporal merge candidate, and generates the generated merge candidate list.
  • a motion compensator configured to generate a predictive block of the current block based on an image order count difference value of the current block and a reference image of the current block, and the corresponding position block and the corresponding position block.
  • the motion vector derived from the corresponding position block is scaled based on an image order count difference value with respect to a reference image, and the scaled based on the motion vector scaling information between the neighboring block of the current block and the corresponding position block of the neighboring block. The motion vector can be corrected.
  • an image decoding apparatus includes an entropy decoder for obtaining an inter-screen prediction indicator indicating an inter-screen prediction direction and an inter-screen prediction mode, and a motion for generating a prediction block of the current block based on the inter-screen prediction indicator.
  • the inter prediction prediction indicator may indicate an inter prediction mode for each prediction direction.
  • an image encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency can be provided.
  • an image encoding / decoding method and apparatus using inter prediction can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a division structure of an image when encoding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an embodiment of an inter prediction process.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a video encoding method using a merge mode according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of deriving a spatial merge candidate and a temporal merge candidate of the current block according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining an embodiment of performing motion compensation in units of lower blocks according to the present invention.
  • FIG. 10 illustrates an example of correcting a scaled motion vector to derive a temporal merge candidate according to the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an image decoding method according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of deriving a temporal merge candidate according to the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an image decoding method according to the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a video encoding method according to the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • any component of the invention When any component of the invention is said to be “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but other components may be present in between. It should be understood that it may. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there is no other component in between.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • Some components of the present invention are not essential components for performing essential functions in the present invention but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • Decoder Means an apparatus that performs decoding.
  • An MxN array of samples An MxN array of samples.
  • M and N mean positive integer values, and a block may often mean a two-dimensional sample array.
  • a block may mean a unit.
  • the current block may mean an encoding target block to be encoded at the time of encoding, and a decoding target block to be decoded at the time of decoding.
  • the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample The basic unit of a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd -1 according to the bit depth (B d ). In the present invention, a sample may be used in the same meaning as a pixel or a pixel.
  • Unit A unit of image encoding and decoding.
  • the unit may be a region obtained by dividing one image.
  • a unit may mean a divided unit when a single image is divided into subdivided units to be encoded or decoded.
  • a predetermined process may be performed for each unit.
  • One unit may be further divided into subunits having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, a prediction.
  • the unit may mean a unit, a prediction block, a residual unit, a residual block, a transform unit, a transform block, or the like.
  • the unit may refer to a luma component block, a chroma component block corresponding thereto, and a syntax element for each block in order to refer to the block separately.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular, the shape of the unit may include a geometric figure that can be represented in two dimensions such as a square, a trapezoid, a triangle, a pentagon, as well as a rectangle.
  • the unit information may include at least one of a type of a unit indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a transform unit, and the like, a size of a unit, a depth of a unit, an encoding and decoding order of the unit, and the like.
  • Coding tree unit consists of two color difference component (Cb, Cr) coding tree blocks associated with one luminance component (Y) coding tree block. It may also mean including the blocks and syntax elements for each block.
  • Each coding tree unit may be split using one or more partitioning methods such as a quad tree and a binary tree to form sub-units such as a coding unit, a prediction unit, and a transform unit. It may be used as a term for a pixel block that becomes a processing unit in a decoding / encoding process of an image, such as splitting an input image.
  • Coding Tree Block A term used to refer to any one of a Y coded tree block, a Cb coded tree block, and a Cr coded tree block.
  • Neighbor block A block adjacent to the current block.
  • the block adjacent to the current block may mean a block in which the boundary of the current block is in contact or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to a vertex of the current block.
  • the block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block horizontally adjacent to the current block or a block horizontally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • the neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block A neighboring block that is already encoded or decoded spatially / temporally around the current block.
  • the restored neighboring block may mean a restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block in the current picture and a block already reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a reconstructed block or a neighboring block at the same position as the current block of the current picture within the reference picture.
  • Unit Depth The degree to which the unit is divided. In the tree structure, the root node has the shallowest depth, and the leaf node has the deepest depth. In addition, when a unit is expressed in a tree structure, a level in which the unit exists may mean a unit depth.
  • Bitstream means a string of bits including encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information among structures in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set, and an adaptation parameter set may be included in the parameter set. In addition, the parameter set may include slice header and tile header information.
  • Parsing This may mean determining a value of a syntax element by entropy decoding the bitstream or may mean entropy decoding itself.
  • This may mean at least one of a syntax element, a coding parameter, a value of a transform coefficient, and the like, of a coding / decoding target unit.
  • the symbol may mean an object of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Unit Partition A prediction unit partitioned form.
  • Reference Picture List refers to a list including one or more reference pictures used for inter prediction or motion compensation.
  • the types of reference picture lists may be LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3), and the like. Lists can be used.
  • Inter Prediction Indicator This may mean an inter prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional prediction, etc.) of the current block. Alternatively, this may mean the number of reference pictures used when generating the prediction block of the current block. Alternatively, this may mean the number of prediction blocks used when performing inter prediction or motion compensation on the current block.
  • Reference Picture Index refers to an index indicating a specific reference picture in the reference picture list.
  • Reference Picture refers to an image referenced by a specific block for inter prediction or motion compensation.
  • Motion Vector A two-dimensional vector used for inter prediction or motion compensation, and may mean an offset between an encoding / decoding target image and a reference image.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • Motion Vector Candidate A block that is a prediction candidate when predicting a motion vector, or a motion vector of the block.
  • the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • a motion vector candidate list may mean a list constructed using motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index An indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. It may also be referred to as an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least among motion vector, reference picture index, inter prediction indicator, as well as reference picture list information, reference picture, motion vector candidate, motion vector candidate index, merge candidate, merge index, etc. It may mean information including one.
  • Merge Candidate List A list constructed using merge candidates.
  • Merge Candidate Means a spatial merge candidate, a temporal merge candidate, a combined merge candidate, a combined both prediction merge candidate, a zero merge candidate, and the like.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter prediction prediction indicator, a reference image index for each list, and a motion vector.
  • Merge Index Means information indicating a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block inducing a merge candidate among blocks reconstructed adjacent to the current block in spatial / temporal manner.
  • the merge index may indicate at least one of motion information included in the merge candidate.
  • Transform Unit A basic unit when performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One transform unit may be divided into a plurality of transform units having a small size.
  • Scaling The process of multiplying the transform coefficient level by the factor.
  • the transform coefficients can be generated as a result of scaling on the transform coefficient level. Scaling can also be called dequantization.
  • Quantization Parameter A value used when generating a transform coefficient level for a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used when scaling transform levels are generated in inverse quantization to generate transform coefficients.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual quantization parameter (Delta Quantization Parameter): A difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the encoding / decoding target unit.
  • Scan A method of sorting the order of coefficients in a block or matrix. For example, sorting a two-dimensional array into a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional array in the form of a two-dimensional array may also be called a scan or an inverse scan.
  • Transform Coefficient A coefficient value generated after the transform is performed in the encoder. Alternatively, this may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in the decoder.
  • a quantized level or a quantized transform coefficient level obtained by applying quantization to a transform coefficient or a residual signal may also mean transform coefficients. Can be included.
  • Quantized Level A value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Or, it may mean a value that is the object of inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, the quantized transform coefficient level resulting from the transform and quantization may also be included in the meaning of the quantized level.
  • Non-zero Transform Coefficient A non-zero transform coefficient, or a non-zero transform coefficient level.
  • Quantization Matrix A matrix used in a quantization or inverse quantization process to improve the subjective or objective image quality of an image.
  • the quantization matrix may also be called a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient means each element in the quantization matrix. Quantization matrix coefficients may also be referred to as matrix coefficients.
  • Default Matrix A predetermined quantization matrix defined in advance in the encoder and the decoder.
  • Non-default Matrix A quantization matrix that is not predefined in the encoder and the decoder and is signaled by the user.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 may be an encoder, a video encoding apparatus, or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may include a motion predictor 111, a motion compensator 112, an intra predictor 120, a switch 115, a subtractor 125, a transformer 130, and quantization.
  • the unit 140 may include an entropy encoder 150, an inverse quantizer 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the encoding apparatus 100 may encode the input image in an intra mode and / or an inter mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a bitstream through encoding of an input image, and may output the generated bitstream.
  • the generated bitstream can be stored in a computer readable recording medium or streamed via wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 may be switched to intra, and when the inter mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • the intra mode may mean an intra prediction mode
  • the inter mode may mean an inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for the input block of the input image.
  • the encoding apparatus 100 may encode a residual between the input block and the prediction block.
  • the input image may be referred to as a current image that is a target of current encoding.
  • the input block may be referred to as a current block or an encoding target block that is a target of the current encoding.
  • the intra prediction unit 120 may use a pixel value of a block that is already encoded / decoded around the current block as a reference pixel.
  • the intra predictor 120 may perform spatial prediction using the reference pixel, and generate prediction samples for the input block through spatial prediction.
  • Intra prediction may refer to intra prediction.
  • the motion predictor 111 may search an area that best matches the input block from the reference image in the motion prediction process, and derive a motion vector using the searched area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensator 112 may generate a prediction block by performing motion compensation using a motion vector.
  • inter prediction may mean inter prediction or motion compensation.
  • the motion predictor 111 and the motion compensator 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of a reference image when the motion vector does not have an integer value.
  • a motion prediction and a motion compensation method of a prediction unit included in a coding unit based on a coding unit may include a skip mode, a merge mode, and an improved motion vector prediction. It may determine whether the advanced motion vector prediction (AMVP) mode or the current picture reference mode is used, and may perform inter prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as the residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming or quantizing the difference between the original signal and the prediction signal, or by transforming and quantizing.
  • the residual block may be a residual signal in block units.
  • the transform unit 130 may generate a transform coefficient by performing transform on the residual block, and output a transform coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing transform on the residual block.
  • the transform unit 130 may omit the transform on the residual block.
  • Quantized levels can be generated by applying quantization to transform coefficients or residual signals.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may generate a quantized level by quantizing the transform coefficient or the residual signal according to the quantization parameter, and output the quantized level. In this case, the quantization unit 140 may quantize the transform coefficients using the quantization matrix.
  • the entropy encoder 150 may generate a bitstream by performing entropy encoding according to probability distribution on values calculated by the quantizer 140 or coding parameter values calculated in the encoding process. And output a bitstream.
  • the entropy encoder 150 may perform entropy encoding on information about pixels of an image and information for decoding an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element.
  • the entropy encoder 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), or context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoder 150 may perform entropy coding using a variable length coding (VLC) table.
  • VLC variable length coding
  • the entropy coding unit 150 derives the binarization method of the target symbol and the probability model of the target symbol / bin, and then derives the derived binarization method, the probability model, and the context model. Arithmetic coding may also be performed using.
  • the entropy encoder 150 may change a two-dimensional block shape coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level.
  • a coding parameter may include information derived from an encoding or decoding process as well as information (flag, index, etc.) coded by an encoder and signaled to a decoder, such as a syntax element, and when encoding or decoding an image. It may mean necessary information.
  • signaling a flag or index may mean that the encoder entropy encodes the flag or index and includes the flag or index in the bitstream, and the decoder may include the flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding.
  • the encoded current image may be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 may reconstruct or decode the encoded current image and store the reconstructed or decoded image as a reference image.
  • the quantized level may be dequantized in inverse quantization unit 160.
  • the inverse transform unit 170 may perform an inverse transform.
  • the inverse quantized and / or inverse transformed coefficients may be summed with the prediction block via the adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by adding the inverse quantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the inverse quantized and / or inverse transformed coefficient may mean a coefficient in which at least one or more of inverse quantization and inverse transformation have been performed, and may mean a reconstructed residual block.
  • the recovery block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), an adaptive loop filter (ALF), and the like to the reconstructed block or the reconstructed image. have.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter may remove block distortion generated at boundaries between blocks.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on the pixels included in the several columns or rows included in the block.
  • different filters may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • a sample offset may be used to add an appropriate offset to the pixel value to compensate for encoding errors.
  • the sample adaptive offset may correct the offset with the original image on a pixel basis for the deblocked image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined number of areas, an area to be offset may be determined, an offset may be applied to the corresponding area, or an offset may be applied in consideration of edge information of each pixel.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a comparison value between the reconstructed image and the original image. After dividing a pixel included in an image into a predetermined group, a filter to be applied to the corresponding group may be determined and filtering may be performed for each group. Information related to whether to apply the adaptive loop filter may be signaled for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block may vary.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or the reconstructed image that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an intra predictor 240, a motion compensator 250, and an adder 255.
  • the filter unit 260 may include a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer readable recording medium or may receive a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 may decode the bitstream in an intra mode or an inter mode.
  • the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output the reconstructed image or the decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is an intra mode, the switch may be switched to intra. When the prediction mode used for decoding is an inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and generate a prediction block. When the reconstructed residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 may generate a reconstruction block to be decoded by adding the reconstructed residual block and the prediction block.
  • the decoding target block may be referred to as a current block.
  • the entropy decoder 210 may generate symbols by performing entropy decoding according to a probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be an inverse process of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoder 210 may change the one-dimensional vector form coefficient into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method to decode the transform coefficient level.
  • the quantized level may be inverse quantized by the inverse quantizer 220 and inversely transformed by the inverse transformer 230.
  • the quantized level may be generated as a reconstructed residual block as a result of inverse quantization and / or inverse transformation.
  • the inverse quantization unit 220 may apply a quantization matrix to the quantized level.
  • the intra predictor 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already decoded around the decoding target block.
  • the motion compensator 250 may generate a predictive block by performing motion compensation using a reference vector stored in the motion vector and the reference picture buffer 270.
  • the motion compensator 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a portion of the reference image.
  • it may be determined whether a motion compensation method of a prediction unit included in the coding unit is a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, or a current picture reference mode based on the coding unit, and each mode According to the present invention, motion compensation may be performed.
  • the adder 255 may generate a reconstructed block by adding the reconstructed residual block and the predictive block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to the reconstructed block or the reconstructed image.
  • the filter unit 260 may output the reconstructed image.
  • the reconstructed block or reconstructed picture may be stored in the reference picture buffer 270 to be used for inter prediction.
  • 3 is a diagram schematically illustrating a division structure of an image when encoding and decoding an image. 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of sub-units.
  • a coding unit may be used in encoding and decoding.
  • a coding unit may be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the coding unit may be used as a unit in which the intra picture mode and the inter screen mode are divided during image encoding / decoding.
  • the coding unit may be a basic unit used for a process of prediction, transform, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • the image 300 is sequentially divided into units of a largest coding unit (LCU), and a split structure is determined by units of an LCU.
  • the LCU may be used as the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of the unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block division information may include information about a depth of a unit.
  • the depth information may indicate the number and / or degree of division of the unit.
  • One unit may be hierarchically divided with depth information based on a tree structure. Each divided subunit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of a CU and may be stored for each CU.
  • the partition structure may mean a distribution of a coding unit (CU) in the LCU 310. This distribution may be determined according to whether to divide one CU into a plurality of CUs (two or more positive integers including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal and vertical sizes of the CUs created by splitting are either half of the horizontal and vertical sizes of the CU before splitting, or smaller than the horizontal and vertical sizes of the CU before splitting, depending on the number of splits.
  • the depth of the LCU may be 0, and the depth of the smallest coding unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the LCU may be a coding unit having a maximum coding unit size as described above, and the SCU may be a coding unit having a minimum coding unit size.
  • the division starts from the LCU 310, and the depth of the CU increases by one each time the division reduces the horizontal size and / or vertical size of the CU.
  • information on whether the CU is split may be expressed through split information of the CU.
  • the split information may be 1 bit of information. All CUs except the SCU may include partition information. For example, if the value of the partition information is the first value, the CU may not be split, and if the value of the partition information is the second value, the CU may be split.
  • an LCU having a depth of 0 may be a 64 ⁇ 64 block. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU of depth 3 may be an 8x8 block. 3 may be the maximum depth.
  • CUs of 32x32 blocks and 16x16 blocks may be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four coding units may each have a size of half compared to the horizontal and vertical sizes of the coding unit before being split. have.
  • the four divided coding units may each have a size of 16x16.
  • the coding unit is divided into quad-tree shapes.
  • the horizontal or vertical size of the divided two coding units may have a half size compared to the horizontal or vertical size of the coding unit before splitting.
  • the two split coding units may have a size of 16x32.
  • the coding unit is divided into a binary-tree.
  • the LCU 320 of FIG. 3 is an example of an LCU to which both quadtree type partitioning and binary tree type partitioning are applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an embodiment of an inter prediction process.
  • the quadrangle shown in FIG. 4 may represent an image.
  • arrows in FIG. 5 may indicate prediction directions.
  • Each picture may be classified into an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), a B picture (Bi-predictive Picture), and the like.
  • the I picture may be encoded through intra prediction without inter prediction.
  • the P picture may be encoded through inter prediction using only reference pictures existing in one direction (eg, forward or reverse direction).
  • the B picture may be encoded through inter-picture prediction using reference pictures that exist in both directions (eg, forward and reverse).
  • the encoder may perform inter prediction or motion compensation, and the decoder may perform motion compensation corresponding thereto.
  • Inter prediction or motion compensation may be performed using a reference picture and motion information.
  • the motion information on the current block may be derived during inter prediction by each of the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus 200.
  • the motion information may be derived using motion information of the restored neighboring block, motion information of a collocated block (col block), and / or a block adjacent to the call block.
  • the call block may be a block corresponding to a spatial position of the current block in a collocated picture (col picture).
  • the call picture may be one picture among at least one reference picture included in the reference picture list.
  • the method of deriving the motion information may vary depending on the prediction mode of the current block.
  • a prediction mode applied for inter prediction may include an AMVP mode, a merge mode, a skip mode, a current picture reference mode, and the like.
  • the merge mode may be referred to as a motion merge mode.
  • a motion vector candidate list may be generated.
  • a motion vector candidate may be derived using the generated motion vector candidate list.
  • the motion information of the current block may be determined based on the derived motion vector candidate.
  • the motion vector of the collocated block or the motion vector of the block adjacent to the collocated block may be referred to as a temporal motion vector candidate, and the restored motion vector of the neighboring block is a spatial motion vector candidate. It may be referred to as).
  • the encoding apparatus 100 may calculate a motion vector difference (MVD) between the motion vector and the motion vector candidate of the current block, and may entropy-encode the MVD.
  • the encoding apparatus 100 may generate a bitstream by entropy encoding a motion vector candidate index.
  • the motion vector candidate index may indicate an optimal motion vector candidate selected from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list.
  • the decoding apparatus 200 may entropy decode the motion vector candidate index from the bitstream, and select the motion vector candidate of the decoding target block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the entropy decoded motion vector candidate index. .
  • the decoding apparatus 200 may derive the motion vector of the decoding object block through the sum of the entropy decoded MVD and the motion vector candidate.
  • the bitstream may include a reference picture index and the like indicating a reference picture.
  • the reference image index may be entropy encoded and signaled from the encoding apparatus 100 to the decoding apparatus 200 through a bitstream.
  • the decoding apparatus 200 may generate a prediction block for the decoding target block based on the derived motion vector and the reference image index information.
  • the merge mode may mean merging of motions for a plurality of blocks.
  • the merge mode may refer to a mode of deriving motion information of the current block from motion information of neighboring blocks.
  • a merge candidate list may be generated using motion information of the restored neighboring block and / or motion information of the call block.
  • the motion information may include at least one of 1) a motion vector, 2) a reference picture index, and 3) an inter prediction prediction indicator.
  • the prediction indicator may be unidirectional (L0 prediction, L1 prediction) or bidirectional.
  • the merge candidate list may represent a list in which motion information is stored.
  • the motion information stored in the merge candidate list includes motion information (spatial merge candidate) of neighboring blocks adjacent to the current block and motion information (temporary merge candidate (collocated)) of the block corresponding to the current block in the reference picture. temporal merge candidate)), new motion information generated by a combination of motion information already present in the merge candidate list, and zero merge candidate.
  • the encoding apparatus 100 may generate a bitstream by entropy encoding at least one of a merge flag and a merge index, and may signal the decoding apparatus 200.
  • the merge flag may be information indicating whether to perform a merge mode for each block
  • the merge index may be information on which block among neighboring blocks adjacent to the current block is to be merged.
  • the neighboring blocks of the current block may include at least one of a left neighboring block, a top neighboring block, and a temporal neighboring block of the current block.
  • the skip mode may be a mode in which motion information of a neighboring block is applied to the current block as it is.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-code information about which block motion information to use as the motion information of the current block and signal the decoding apparatus 200 through the bitstream. In this case, the encoding apparatus 100 may not signal the syntax element regarding at least one of the motion vector difference information, the coding block flag, and the transform coefficient level to the decoding apparatus 200.
  • the current picture reference mode may mean a prediction mode using a pre-restored region in the current picture to which the current block belongs. In this case, a vector may be defined to specify the pre-restored region.
  • Whether the current block is encoded in the current picture reference mode may be encoded using a reference picture index of the current block.
  • a flag or index indicating whether the current block is a block encoded in the current picture reference mode may be signaled or may be inferred through the reference picture index of the current block.
  • the current picture When the current block is encoded in the current picture reference mode, the current picture may be added at a fixed position or an arbitrary position in the reference picture list for the current block.
  • the fixed position may be, for example, a position at which the reference picture index is 0 or the last position.
  • a separate reference image index indicating the arbitrary position may be signaled.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a video encoding method using a merge mode according to the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video decoding method using a merge mode according to the present invention.
  • the encoding apparatus may derive a merge candidate (S501) and generate a merge candidate list based on the derived merge candidate.
  • motion information may be determined using the generated merge candidate list (S502), and motion compensation of the current block may be performed using the determined motion information (S503).
  • the encoding apparatus may entropy-encode the information on the motion compensation (S504).
  • the decoding apparatus may entropy decode information about motion compensation received from the encoding apparatus (S601), derive a merge candidate (S602), and generate a merge candidate list based on the derived merge candidate. have.
  • the motion information of the current block may be determined using the generated merge candidate list (S603). Thereafter, the decoding apparatus may perform motion compensation using the motion information (S604).
  • the merge candidate for the current block may include at least one of a spatial merge candidate, a temporal merge candidate, or an additional merge candidate.
  • the spatial merge candidate of the current block may be derived from a reconstruction block around the current block.
  • the motion information of the reconstructed block around the current block may be determined as a spatial merge candidate for the current block.
  • the motion information may include at least one of a motion vector, a reference picture index, or a prediction list utilization flag.
  • the motion information of the spatial merge candidate is not only motion information corresponding to L0 and L1, but also L0, L1,... , LX may have motion information corresponding to LX.
  • X may be a positive integer including 0. Therefore, the reference picture list is L0, L1,... , LX and the like.
  • FIG. 7 is a diagram for describing an example of deriving a spatial merge candidate and a temporal merge candidate of a current block.
  • the spatial merge candidate of the current block may be derived from neighboring blocks adjacent to the current block (X).
  • the neighboring block adjacent to the current block is the block B1 adjacent to the top of the current block, the block A1 adjacent to the left of the current block, the block B0 adjacent to the upper right corner of the current block, and the upper left corner of the current block.
  • At least one of an adjacent block B2 and a block A0 adjacent to a lower left corner of the current block may be included.
  • a neighboring block adjacent to the current block it may be determined whether a neighboring block adjacent to the current block can be used for deriving a spatial merge candidate of the current block.
  • whether a neighboring block adjacent to the current block can be used for deriving a spatial merge candidate of the current block may be determined according to a predetermined priority.
  • the spatial merge candidate derivation availability may be determined in the order of blocks of positions A1, B1, B0, A0, and B2.
  • the spatial merge candidates determined based on the availability determination order may be sequentially added to the merge candidate list of the current block.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived from a reconstructed block included in a co-located picture of the current picture.
  • the corresponding location image may be an image in which encoding / decoding is completed before the current image, and may have an image having a temporal order (or image order count, POC) different from the current image.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived from one or more blocks in the corresponding location image, or may be derived from a plurality of blocks belonging to the plurality of corresponding location images.
  • Information about the corresponding position image may be transmitted by decoding in the encoder or implicitly derived according to the encoding / decoding sequence in the encoder / decoder.
  • the information about the corresponding position image may be at least one of an inter prediction prediction indicator, a reference image index, and motion vector information.
  • Deriving a temporal merge candidate may mean deriving temporal merge candidate information from a corresponding position block in a corresponding position image and adding the candidate to the merge candidate list of the current block.
  • the temporal merge candidate information may include at least one of a motion vector, a reference picture index, an inter prediction prediction indicator, or a picture order count (POC).
  • a temporal merge candidate of the current block may be derived from a block including an inner position of the block corresponding to.
  • the temporal merge candidate may mean motion information of the corresponding location block.
  • the temporal merge candidate of the current block X is from a block H adjacent to the lower left corner of the block C or a block C3 including a center point of the block C corresponding to a position spatially identical to the current block. Can be induced.
  • a block H or a block C3 used to derive a temporal merge candidate of the current block may be referred to as a 'collocated block'.
  • the corresponding position block or the current block of the current block may have a square shape or a non-square shape.
  • a temporal merge candidate of the current block can be derived from the block H including the outer position of the block C
  • the block H may be set as the corresponding position block of the current block.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived based on the motion information of the block H.
  • block C3 including an internal position of block C may be set as a corresponding position block of the current block.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived based on the motion information of the block C3.
  • the temporal merge candidate for the current block is not derived or the block It may be derived from blocks at positions other than H and block C3.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived from a plurality of blocks in the corresponding position image.
  • a plurality of temporal merge candidates for the current block may be derived from block H and block C3.
  • a temporal merge candidate may be derived from a corresponding position block corresponding to a position moved in the current block X according to arbitrary motion information.
  • the arbitrary motion information may be derived from the motion information of the neighboring block where encoding / decoding is completed.
  • the corresponding location block may mean a block of a predetermined position belonging to an image (corresponding location image) used to derive motion information of the current block.
  • the predetermined position may mean at least one of the same position as the current block, an adjacent position of the current block, or a position separated by a predetermined distance from the current position in the corresponding position image.
  • the above-described constant distance may be a fixed distance pre-committed to the encoder / decoder, or may be derived based on a predetermined vector component (including at least one of x component or y component).
  • the corresponding position block of the current block may be divided into sub-block units.
  • the encoder / decoder may determine motion information of any one of the lower blocks of the corresponding position block of the current block as a temporal merge candidate of the current block.
  • the encoder / decoder may determine a temporal merge candidate of the current block based on at least one of motion information of lower blocks of the corresponding position block of the current block.
  • the lower block may mean a block having a smaller size, shape or depth than the current block.
  • the encoder / decoder divides each sub-block unit so that at least one temporal merge candidate is derived
  • the encoder / decoder may have a smaller size, shape, or depth than the corresponding position block corresponding to the block H and block C3 positions of FIG. 9.
  • Branch may derive a temporal merge candidate in a lower block.
  • the encoder / decoder may derive at least one or more temporal merge candidates from the motion information of each lower block unit of the corresponding position block corresponding to the position moved according to the arbitrary motion information in the current block (X).
  • the encoder / decoder determines whether the motion information of the lower block of the corresponding position block exists or whether the motion information of the lower block of the corresponding position block is available as the temporal merge candidate of the current block to determine the temporal merge candidate of the current block. Can be determined.
  • the corresponding position block is divided into corresponding position lower blocks, and then the center of the corresponding position block (FIG. 7). If the corresponding position lower block located at C3) is inter-screen coded, temporal motion information may be derived in units of the corresponding position lower block. In this case, when the corresponding position lower block derived from the arbitrary position is encoded in the screen, the motion information of the corresponding position lower block may reuse the motion vector of the corresponding position lower block located in the center.
  • Temporal motion information can be derived in units of blocks.
  • the motion information of the corresponding position lower block may reuse the motion vector of the corresponding position lower block derived from the H position of FIG. 7.
  • temporal motion information may be derived in units of the corresponding position lower block.
  • the motion information of the corresponding position lower block may reuse the motion vector of the corresponding position lower block located in the center.
  • temporal motion information may be derived in units of the corresponding position lower block.
  • the motion information of the corresponding position lower block may reuse the motion vector of the corresponding position lower block located in H of FIG. 7.
  • the encoder / decoder may convert one of at least one (eg, a motion vector) of the motion information of the lower blocks of the corresponding position block into one of a median, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value, and a mode value. Can be determined.
  • a temporal merge candidate of the current block can be derived from a block adjacent to a lower left corner of the corresponding location block or a block including the center point of the corresponding location block.
  • the position of a block for deriving a temporal merge candidate of the current block is not limited to the example illustrated in FIG. 7.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived from a block adjacent to an upper / lower boundary, a left / right boundary, or a corner of the corresponding location block, and includes a block including a specific location in the corresponding location block (eg, the corresponding location). The block adjacent to the corner boundary of the block).
  • the temporal merge candidate of the current block may be determined in consideration of the reference picture list (or prediction direction) of the current block and the corresponding position block.
  • the motion information of the temporal merge candidate is not only motion information corresponding to L0 and L1, but also L0, L1,... , LX may have motion information corresponding to LX.
  • X may be a positive integer including 0.
  • At least one of a temporal merge candidate, a corresponding location image, a corresponding location block, a prediction list utilization flag, and a reference picture index may be derived based on at least one of encoding parameters of a current block, a neighboring block, or a corresponding location block.
  • the temporal merge candidate may be preliminarily derived when the number of derived spatial merge candidates is smaller than the maximum number of merge candidates. Accordingly, when the number of derived spatial merge candidates reaches the maximum number of merge candidates, the process of deriving a temporal merge candidate may be omitted.
  • a process of deriving a temporal merge candidate may be omitted.
  • At least one temporal merge candidate may be included in the maximum number of merge candidates maxNumMergeCand.
  • the number of spatial merge candidates may be reduced by excluding at least one or more of the spatial merge candidates derived to necessarily include one or more temporal merge candidates, or by merging the derived spatial merge candidates.
  • the merging of the spatial merge candidates may be calculated as any one of an average value, a maximum value, a minimum value, a median value, a weighted average value, or a mode value of motion information between spatial merge candidates having the same inter prediction prediction indicator and / or a reference image.
  • the encoder / decoder may change the maximum number of merge candidates so that at least one temporal merge candidate may be included.
  • the temporal merge candidate of the current block may be derived based on the maximum number of temporal merge candidates.
  • the maximum number of temporal merge candidates may be preset to use the same value in the encoding apparatus and the decoding apparatus.
  • information indicating the maximum number of temporal merge candidates of the current block may be encoded through a bitstream and signaled to the decoder.
  • the encoder may encode maxNumTemporalMergeCand, which indicates the maximum number of temporal merge candidates of the current block, and may signal the decoding apparatus through a bitstream.
  • maxNumTemporalMergeCand may be set to a positive integer including 0.
  • maxNumTemporalMergeCand may be set to one.
  • the value of maxNumTemporalMergeCand may be variably derived based on the information about the number of temporal merge candidates signaled, or may be a fixed value preset in the encoder / decoder.
  • the encoder / decoder performs a redundancy check on whether the derived merge candidate has different motion information from the merge candidate added to the merge candidate list, and then merges only if the derived merge candidate has different motion information. Can be added to the list.
  • the motion vector of the temporal merge candidate of the current block is It can be obtained by scaling the motion vector of the corresponding position block.
  • the motion vector of the temporal merge candidate of the current block is the same as that of the corresponding position block. Can be obtained by scaling the motion vector.
  • the scaling may be performed based on at least one of the distance between the current image and the reference image referenced by the current block and the distance between the corresponding position image and the reference image referenced by the corresponding position block. For example, by temporally merging candidates of the current block by scaling the motion vector of the corresponding position block according to the ratio of the distance between the current image and the reference image referenced by the current block and the distance between the corresponding position image and the reference image referenced by the corresponding position block.
  • the motion vector of can be derived.
  • FIG. 8 illustrates an example of scaling a motion vector among motion information of a corresponding position block to derive a temporal merge candidate of a current block.
  • the motion vector of the corresponding position block includes a difference value td between a picture order count (POC) indicating a display order of the corresponding position image and a POC of the reference image of the corresponding position block, and a POC of the current image and a reference image of the current block. It may be scaled based on at least one of the difference values (tb) between POCs.
  • POC picture order count
  • td or tb may be adjusted such that td or tb exists within a predetermined range. For example, when the predetermined range indicates -128 to 127, when td or tb is smaller than -128, td or tb may be adjusted to -128. If td or tb is greater than 127, td or tb may be adjusted to 127. If td or tb is in the range -128 to 127, td or tb is not adjusted.
  • the scaling factor DistScaleFactor may be calculated based on td or tb.
  • the scaling factor may be calculated based on Equation 1 below.
  • Abs () represents an absolute value function, and the output value of the function becomes the absolute value of the input value.
  • the value of the scaling factor DistScaleFactor calculated based on Equation 1 may be adjusted to a predetermined range.
  • the DistScaleFactor may be adjusted to exist in the range of -1024 to 1023.
  • the motion vector of the temporal merge candidate of the current block may be determined by Equation 2 below.
  • Equation 2 Sign () is a function for outputting sign information of a value included in (). For example, if Sign (-1),-is displayed.
  • mvCol may mean a motion vector of a corresponding position block.
  • the motion vector scaled according to any reference image of the current block is used as the motion vector of the temporal merge candidate of the current block, or the scaling information of at least one or more blocks of the neighboring coded / decoded blocks is used.
  • the motion vector scaled as the temporal merge candidate of the current block may be corrected at least once and used as the motion vector of the temporal merge candidate of the current block.
  • the additional merge candidate means at least one of a modified spatial merge candidate, a modified temporal merge candidate, a combined merge candidate, and a merge candidate having a predetermined motion information value. can do.
  • deriving an additional merge candidate may mean deriving an additional merge candidate and adding it to the merge candidate list.
  • the changed spatial merge candidate may refer to a merge candidate in which at least one of motion information of the derived spatial merge candidate is changed.
  • the changed temporal merge candidate may mean a merge candidate which changed at least one of motion information of the derived temporal merge candidate.
  • the combined merge candidate may include at least one of spatial information on a merge candidate list, a temporal merge candidate, a changed spatial merge candidate, a changed temporal merge candidate, a combined merge candidate, and motion information of merge candidates having predetermined motion information values. It may mean a merge candidate derived by combining motion information. Alternatively, the combined merge candidate does not exist in the merge candidate list but can be derived from a block that can derive at least one or more of a spatial merge candidate and a temporal merge candidate, and a modified temporal candidate derived from the resulting spatial merge candidate. It may mean a merge candidate derived by combining at least one motion information among a spatial merge candidate, a change temporal merge candidate, a combined merge candidate, and a merge candidate having a predetermined motion information value.
  • the merge candidate having a predetermined motion information value may mean a zero merge candidate having a motion vector of (0, 0).
  • the zero merge candidate may mean a merge candidate having a motion vector of (0, 0) in at least one or more of the L0 motion information, the L1 motion information, the L2 motion information, and the L3 motion information.
  • the zero merge candidate may be at least one of two types.
  • the first zero merge candidate may mean a merge candidate having a motion vector of (0, 0) and a reference picture index having a value of 0 or more.
  • the second zero merge candidate may mean a merge candidate that may have only a value having a motion vector of (0, 0) and a reference picture index of zero.
  • the encoder may determine a merge candidate used for motion compensation among merge candidates in the merge candidate list through motion estimation, and may encode a merge candidate index (merge_idx) indicating the determined merge candidate in the bitstream.
  • merge_idx merge candidate index
  • the encoder may determine the motion information of the current block by selecting a merge candidate from the merge candidate list based on the merge candidate index described above to generate the prediction block.
  • the prediction block of the current block may be generated by performing motion compensation based on the determined motion information.
  • the merge candidate indicated by the merge candidate index 3 in the merge candidate list may be determined as motion information and used for motion compensation of the encoding target block.
  • the decoder may decode the merge candidate index in the bitstream to determine the merge candidate in the merge candidate list indicated by the merge candidate index.
  • the determined merge candidate may be determined as motion information of the current block.
  • the determined motion information is used for motion compensation of the current block. In this case, the motion compensation may be the same as the meaning of inter prediction.
  • the merge candidate indicated by the merge candidate index 2 in the merge candidate list may be determined as motion information and used for motion compensation of the decoding target block.
  • the motion information may be used for inter prediction or motion compensation of the current block.
  • the changed value among the information corresponding to the motion information may be at least one of an x component of the motion vector, a y component of the motion vector, and a reference image index.
  • the encoder and the decoder may perform inter prediction or motion compensation by using the determined merge candidate motion information.
  • the current block (coding / decoding target block) may have motion information of the determined merge candidate.
  • the current block may have at least one and up to N pieces of motion information according to the prediction direction. Using motion information, at least one to N prediction blocks may be generated to derive the last prediction block of the current block.
  • the prediction block generated by using the motion information may be determined as the last prediction block of the current block.
  • a plurality of prediction blocks may be generated using the plurality of motion information, and the final prediction block of the current block may be determined based on a weighted sum of the plurality of prediction blocks.
  • Reference pictures including each of the plurality of prediction blocks indicated by the plurality of motion information may be included in different reference picture lists or may be included in the same reference picture list.
  • the plurality of reference pictures among the plurality of motion information may indicate the same reference picture.
  • a plurality of prediction blocks are generated based on at least one of a spatial merge candidate, a temporal merge candidate, a changed spatial merge candidate, a changed temporal merge candidate, a merge candidate or combination merge candidate having a predetermined motion information value, and additional merge candidates.
  • the final prediction block of the current block may be determined based on a weighted sum of the plurality of prediction blocks.
  • a plurality of prediction blocks may be generated based on merge candidates indicated by a preset merge candidate index, and a final prediction block of the current block may be determined based on a weighted sum of the plurality of prediction blocks.
  • a plurality of prediction blocks may be generated based on merge candidates existing in a preset merge candidate index range, and a final prediction block of the current block may be determined based on a weighted sum of the plurality of prediction blocks.
  • the weight applied to each prediction block may have a value equal to 1 / N (where N is the number of generated prediction blocks). For example, when two prediction blocks are generated, the weight applied to each prediction block is 1/2, and when three prediction blocks are generated, the weight applied to each prediction block is 1/3 and four predictions When the block is generated, the weight applied to each prediction block may be 1/4. Alternatively, different weights may be assigned to each prediction block to determine a final prediction block of the current block.
  • the weight does not have to have a fixed value for each prediction block, and may have a variable value for each prediction block.
  • weights applied to each prediction block may be the same or different from each other.
  • the weights applied to the two prediction blocks are not only (1/2, 1/2), but also (1/3, 2/3), (1/4, 3 / 4), (2/5, 3/5), (3/8, 5/8), etc. may be a variable value for each block.
  • the weights may be positive real values and negative real values.
  • a negative real value may be included, such as (-1/2, 3/2), (-1/3, 4/3), (-1/4, 5/4), and the like.
  • one or more weight information for the current block may be signaled through the bitstream.
  • the weight information may be signaled for each prediction block or for each reference picture. It is also possible for a plurality of prediction blocks to share one weight information.
  • the encoder and the decoder may determine whether to use the motion information of the merge candidate based on the prediction block list utilization flag. For example, when the prediction block list utilization flag indicates 1 as the first value for each reference picture list, the encoder and the decoder may use motion information of the merge candidate of the current block to perform inter prediction or motion compensation. When indicating a second value of 0, the encoder and the decoder may indicate that the inter prediction or the motion compensation is not performed using the motion information of the merge candidate of the current block. Meanwhile, the first value of the prediction block list utilization flag may be set to 0 and the second value may be set to 1.
  • Equation 3 to Equation 5 below indicate that the inter-prediction indicator of the current block includes PRED_BI (or the current block may use two motion information) and PRED_TRI (or the current block may use three motion information). ) And PRED_QUAD (or when the current block can use four motion information), and the prediction direction for each reference picture list is unidirectional, an example of generating a final prediction block of the current block.
  • P_BI, P_TRI, and P_QUAD may represent final prediction blocks of the current block
  • WF_LX may indicate a weight value of the prediction block generated using LX
  • OFFSET_LX may indicate an offset value for the prediction block generated using LX
  • P_LX means a prediction block generated using motion information on LX of the current block.
  • RF means a rounding factor and may be set to 0, positive or negative.
  • the LX reference picture list includes a long-term reference picture, a reference picture without deblocking filter, a reference picture without sample adaptive offset, and an adaptive loop filter.
  • the reference image without loop filter reference image with deblocking filter and adaptive offset only, reference image with deblocking filter and adaptive loop filter only, reference with sample adaptive offset and adaptive loop filter only
  • the image, the deblocking filter, the sample adaptive offset, and the adaptive loop filter may all include at least one of reference images.
  • the LX reference picture list may be at least one of an L0 reference picture list, an L1 reference picture list, an L2 reference picture list, and an L3 reference picture list.
  • the final prediction block for the current block may be obtained based on the weighted sum of the prediction blocks.
  • the weights applied to the prediction blocks derived from the same reference picture list may have the same value or may have different values.
  • At least one of the weights WF_LX and the offset OFFSET_LX for the plurality of prediction blocks may be an encoding parameter that is entropy encoded / decoded.
  • weights and offsets may be derived from encoded / decoded neighboring blocks around the current block.
  • the neighboring block of the current block may include at least one of a block used to derive a spatial merge candidate of the current block or a block used to derive a temporal merge candidate of the current block.
  • the weight and offset may be determined based on a display order (POC) of the current picture and each reference picture.
  • POC display order
  • the weight or offset may be set to a smaller value, and as the distance between the current picture and the reference picture becomes closer, the weight or offset may be set to a larger value.
  • the weight or offset value may have an inverse relationship with the display order difference between the current image and the reference image.
  • the weight or offset value may be proportional to the display order difference between the current picture and the reference picture.
  • entropy encoding / decoding may be performed on at least one of a weight or an offset based on at least one of encoding parameters of a current block, a neighboring block, or a corresponding position block.
  • the weighted sum of the prediction blocks may be calculated based on at least one of encoding parameters of a current block, a neighboring block, or a corresponding position block.
  • the weighted sum of the plurality of prediction blocks may be applied only in some regions within the prediction block.
  • the partial region may be a region corresponding to a boundary in the prediction block.
  • the weighted sum may be performed in sub-block units of the prediction block.
  • the weighted sum may be calculated using at least one merge candidate present in the merge candidate list and used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • prediction blocks may be generated only with spatial merge candidates, a weighted sum of the prediction blocks may be calculated, and the calculated weighted sum may be used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • prediction blocks may be generated from spatial merge candidates and temporal merge candidates, a weighted sum of the prediction blocks may be used, and the calculated weighted sum may be used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • prediction blocks may be generated only by combined merge candidates, a weighted sum of the prediction blocks may be used, and the calculated weighted sum may be used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • prediction blocks may be generated only with merge candidates having specific merge candidate indices, the weighted sum of the prediction blocks may be used, and the calculated weighted sum may be used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • prediction blocks may be generated only with merge candidates within a specific merge candidate index range, the weighted sum of the prediction blocks may be used, and the calculated weighted sum may be used as the final prediction block of the encoding / decoding target block.
  • FIG. 9 is a diagram for describing an embodiment of performing motion compensation on a lower block basis.
  • a current block may be divided into four sub-blocks A, B, C, and D, and a spatial neighboring block (or a lower block of the spatial neighboring block) and a corresponding unit are divided in each divided sub-block unit.
  • Motion compensation may be performed using at least one of motion information of the location block (or a lower block of the corresponding location block).
  • the motion information may include at least one of a motion vector, an inter prediction prediction indicator, a reference picture index, and a picture order count.
  • the encoding apparatus may entropy encode information about motion compensation through a bitstream, and the decoding apparatus may entropy decode information about motion compensation included in the bitstream.
  • the information on the motion compensation that is entropy encoded / decoded includes skip mode usage information (cu_skip_flag), merge mode usage information (merge_flag), merge index information (merge_index), and inter prediction indicator (inter_pred_idc). ), A weight value wf_l0, wf_l1, wf_l2, wf_l3, and an offset value (offset_l0, offset_l1, offset_l2, offset_l3).
  • the information on the motion compensation may be entropy encoded / decoded in at least one unit of a CTU, a coding block, and a prediction block.
  • the skip mode usage information (cu_skip_flag) may indicate the use of the skip mode when the first value is 1, and may not indicate the use of the skip mode when the second value is 0. Based on whether the skip mode is used, motion compensation of the current block may be performed using the skip mode.
  • the merge mode use information may indicate the use of the merge mode when the first value is 1, and may not indicate the use of the merge mode when the second value has 0. Based on whether the merge mode is used, motion compensation of the current block may be performed using the merge mode.
  • the merge index information merge_index may mean information indicating a merge candidate in a merge candidate list.
  • the merge index information may mean information on a merge index.
  • the merge index information may indicate a block in which a merge candidate is derived among blocks reconstructed adjacent to the current block in a spatial / temporal manner.
  • the merge index information may indicate at least one or more of the motion information that the merge candidate has.
  • the merge index information may indicate the first merge candidate in the merge candidate list when the first index has 0, and when the merge index information has the first value 1, the merge index information may indicate the second merge candidate in the merge candidate list. If the third value is 2, the third merge candidate in the merge candidate list may be indicated.
  • the merge candidate corresponding to the value may be indicated according to the order in the merge candidate list.
  • N may mean a positive integer including 0.
  • motion compensation of the current block may be performed using the merge mode.
  • the inter prediction prediction indicator When the inter prediction prediction indicator is encoded / decoded by inter prediction of the current block, it may mean at least one of the inter prediction directions or the number of prediction directions of the current block.
  • the inter-prediction indicator may indicate unidirectional prediction or multi-directional prediction such as bidirectional prediction, three-way prediction, or four-direction prediction.
  • the inter prediction prediction indicator may mean the number of reference pictures that the current block uses when generating the prediction block. Alternatively, one reference picture may be used for a plurality of direction predictions. In this case, N (N> M) direction prediction may be performed using M reference images.
  • the inter prediction prediction indicator may mean the number of prediction blocks used when performing inter prediction or motion compensation on a current block.
  • the number of reference pictures used when generating the prediction block of the current block may be used.
  • the number of reference picture lists present and the like may be determined.
  • the number N of the reference picture lists is a positive integer and may have a value of 1, 2, 3, 4, or more.
  • the reference picture list may include L0, L1, L2, and L3.
  • the current block may perform motion compensation using one or more reference picture lists.
  • the current block may generate at least one prediction block by using at least one reference picture list to perform motion compensation of the current block.
  • motion compensation may be performed by generating one or more prediction blocks using the reference picture list L0 or motion compensation may be performed by generating one or more prediction blocks using the reference picture lists L0 and L1.
  • motion compensation is performed by generating one, one or more prediction blocks, or up to N prediction blocks (where N is a positive integer of 3 or 2 or more) using the reference picture lists L0, L1, and L2, or Using image lists L0, L1, L2 and L3, one, one or more prediction blocks or up to N prediction blocks (where N is a positive integer of 4 or 2 or more) to compensate for motion compensation for the current block.
  • image lists L0, L1, L2 and L3 one, one or more prediction blocks or up to N prediction blocks (where N is a positive integer of 4 or 2 or more) to compensate for motion compensation for the current block.
  • the reference picture indicator may indicate unidirectional PRED_LX, bidirectional PRED_BI, three-way PRED_TRI, four-direction PRED_QUAD, or more according to the number of prediction directions of the current block.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_LX uses one reference picture list LX (X is an integer such as 0, 1, 2, or 3) to select one prediction block. It may mean that the inter prediction or motion compensation is performed using the generated one prediction block.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_BI generates two prediction blocks by using at least one of a L0, L1, L2, and L3 reference picture list, and performs inter prediction or motion compensation by using the generated two prediction blocks. Can mean.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_TRI generates three prediction blocks using at least one of a L0, L1, L2, and L3 reference image list, and performs inter prediction or motion compensation using the three prediction blocks. Can mean.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_QUAD generates four prediction blocks using at least one of L0, L1, L2, and L3 reference picture lists, and performs inter prediction or motion compensation using the four prediction blocks. Can mean. That is, the sum of the number of prediction blocks used to perform inter-prediction of the current block may be set as the inter-prediction indicator.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_BI means that bidirectional prediction is performed on the L0 reference picture list
  • the inter prediction prediction indicator PRED_TRI indicates that three-way prediction is performed on the L0 reference picture list.
  • unidirectional prediction is performed on the L0 reference picture list
  • bidirectional prediction is performed on the L1 reference picture list
  • bidirectional prediction is performed on the L0 reference picture list
  • unidirectional prediction is performed on the L1 reference picture list.
  • the inter prediction prediction indicator performs motion compensation by generating at least one to N prediction blocks (where N is the number of prediction directions indicated by the inter prediction prediction indicator) from the at least one reference picture list.
  • this may mean generating at least one to N prediction blocks from N reference pictures, and performing motion compensation on the current block by using the generated prediction block.
  • the inter prediction prediction indicator PRED_TRI means generating three prediction blocks using at least one of L0, L1, L2, and L3 reference image lists to perform inter prediction or motion compensation of the current block, or L0. It may mean that three prediction blocks are generated using at least three of the L1, L2, and L3 reference picture lists to perform inter prediction or motion compensation of the current block.
  • PRED_QUAD means generating four prediction blocks using at least one of L0, L1, L2, and L3 reference picture lists to perform prediction or motion compensation between screens of the current block, or L0, L1, L2.
  • An inter-prediction indicator for generating four prediction blocks using at least four of the L3 reference image lists to perform inter prediction or motion compensation of the current block.
  • the available inter prediction directions may be determined according to the inter prediction indicators, and all or some of the available inter prediction directions may be selectively used based on the size and / or shape of the current block.
  • the prediction list utilization flag indicates whether a prediction block is generated using the corresponding reference picture list.
  • the prediction list utilization flag indicates 1 as the first value, it indicates that the prediction block can be generated using the reference picture list, and when 0 indicates the second value, the corresponding reference picture list is used. It may indicate that no prediction block is generated.
  • the first value of the prediction list utilization flag may be set to 0 and the second value may be set to 1.
  • the prediction block of the current block may be generated using motion information corresponding to the reference picture list.
  • the prediction list utilization flag may be set based on the inter prediction prediction indicator.
  • the prediction list utilization flag predFlagLX may be set to 1, which is a first value. If the inter prediction prediction indicator is PRED_LN (N is a positive integer other than X), the prediction list utilization flag predFlagLX may be set to 0, which is a second value.
  • the inter prediction prediction indicator may be set based on the prediction list utilization flag. For example, when the prediction list utilization flags predFlagL0 and predFlagL1 indicate 1 as the first value, the inter prediction prediction indicator may be set to PRED_BI. For example, when only the prediction list utilization flag predFlagL0 indicates 1 as the first value, the inter prediction prediction indicator may be set to PRED_L0.
  • At least one or more of the above-described information regarding motion compensation may be entropy encoded / decoded in at least one unit of a CTU or a sub-CTU of the CTU.
  • the lower unit of the CTU may include at least one unit of a CU and a PU.
  • the blocks of the lower units of the CTU may be in the form of square or non-square.
  • the information on the motion compensation to be described later may mean at least one or more of the information on the motion compensation for convenience.
  • motion compensation may be performed using information on the motion compensation in all or some blocks existing in the CTU according to the value of the information on the motion compensation. .
  • information about motion compensation may be entropy encoded / decoded based on at least one of a predetermined block size or a predetermined block depth.
  • Information on motion compensation may be entropy encoded / decoded in units of blocks or may be entropy encoded / decoded at a higher level.
  • the information on motion compensation may be entropy encoded / decoded in units of blocks such as a CTU, a CU, or a PU, a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set.
  • Entropy encoding / decoding may be performed at a higher level such as an adaptation parameter set or a slice header.
  • the information about the motion compensation may be entropy encoded / decoded based on the information difference value on the motion compensation indicating the difference value between the information on the motion compensation and the information prediction value on the motion compensation.
  • an inter prediction prediction indicator which is one of information on motion compensation, may be entropy encoded / decoded between an inter prediction prediction indicator and an inter prediction prediction difference value.
  • the inter-prediction indicator difference value may be entropy encoded / decoded in units of blocks, and the inter-prediction indicator indicator value may be entropy encoded / decoded at a higher level.
  • information prediction values regarding motion compensation such as inter prediction prediction indicators
  • blocks included in the pictures or slices may use information prediction values regarding common motion compensation.
  • the information prediction value regarding the motion compensation may be derived through a specific region in an image, a slice or a tile, or a specific region in a CTU or a CU.
  • an inter prediction prediction indicator of a specific region in an image, slice, tile, CTU, or CU may be used as an inter prediction prediction indicator.
  • entropy encoding / decoding of the information prediction value regarding motion compensation may be omitted, and only entropy encoding / decoding of information difference values regarding motion compensation may be performed.
  • the information prediction value regarding the motion compensation may be derived from a neighboring block encoded / decoded around the current block.
  • an inter prediction prediction indicator of a neighboring block encoded / decoded around a current block may be set as an inter prediction prediction indicator of a current block.
  • the neighboring block of the current block may include at least one of a block used to derive a spatial merge candidate and a block used to derive a temporal merge candidate.
  • the neighboring block may have a depth equal to or smaller than the depth of the current block. When there are a plurality of neighboring blocks, any one can be selectively used according to a predetermined priority.
  • the neighboring block used to predict the information about the motion compensation may have a fixed position with respect to the current block or may have a variable position according to the position of the current block.
  • the position of the current block may be a position based on the picture or slice to which the current block belongs or may be a position based on the position of the CTU, CU, or PU to which the current block belongs.
  • the merge index information may be calculated by using index information in predetermined sets in an encoder and a decoder.
  • the decoding apparatus may calculate the information value for the motion compensation for the prediction block by adding the information predicted value for the motion compensation and the information difference value for the motion compensation. Can be.
  • the difference value of the information on the motion compensation or the information on the motion compensation may be entropy encoded / decoded based on at least one of encoding parameters of a current block, a neighboring block, or a corresponding position block.
  • Information on motion compensation of the current block based on at least one of encoding parameters of a current block, a neighboring block, or a corresponding position block, information about motion compensation, a predicted value of motion compensation information, or a difference value of motion compensation information;
  • the information may be derived as a predicted value of information on motion compensation or a difference value of information on motion compensation.
  • the inter prediction prediction indicator of the current block may be set to the same value as the inter prediction prediction indicator of the neighboring block encoded / decoded around the current block.
  • At least one of the information about the motion compensation may have a predetermined fixed value in the encoder and the decoder.
  • the predetermined fixed value may be determined as a value for at least one of the information about motion compensation, and in blocks having a smaller block size inside a specific block size, the predetermined fixed value may be related to the motion compensation having the predetermined fixed value.
  • At least one of the information may be shared.
  • blocks having a deeper block depth below a specific block size may share at least one of information on motion compensation having a predetermined fixed value.
  • the fixed value may be a positive integer value including 0 or an integer vector value including (0, 0).
  • the meaning of sharing at least one of the information on the motion compensation may have the same value with respect to at least one of the information on the motion compensation in the blocks, or at least one of the information on the motion compensation in the blocks It may mean that motion compensation is performed using the same values.
  • the motion compensation information includes motion vector, motion vector candidate, motion vector candidate index, motion vector difference value, motion vector prediction value, skip mode usage information (skip_flag), merge mode usage information (merge_flag), merge index information (merge_index) ), Motion vector resolution information, overlapped block motion compensation information, local illumination compensation information, affine motion compensation information, decoder motion vector
  • the apparatus may further include at least one of decoder-side motion vector derivation information and bi-directional optical flow information.
  • the motion vector resolution information may be information indicating whether a specific resolution is used for at least one of a motion vector and a motion vector difference value.
  • the resolution may mean precision.
  • specific resolutions are integer-pixel units, 1 / 2-pixel units, 1 / 2-pel units, 1 / 4-pel units, and 1 / 8-pixel units. / 8-pel), 1 / 16-pixel (1 / 16-pel), 1 / 32-pixel (1 / 32-pel), 1 / 64-pixel (1 / 64-pel) Can be set to one.
  • the overlapped block motion compensation information may be information indicating whether a weighted sum of the prediction blocks of the current block is further calculated by additionally using a motion vector of a neighboring block spatially adjacent to the current block block when motion compensation of the current block is performed.
  • the local lighting compensation information may be information indicating whether at least one of a weight value and an offset value is applied when generating the prediction block of the current block.
  • at least one of the weight value and the offset value may be a value calculated based on the reference block.
  • the affine motion compensation information may be information indicating whether to use an affine motion model when compensating for a current block.
  • the affine motion model may be a model that divides one block into a plurality of lower blocks using a plurality of parameters and calculates a motion vector of the divided lower blocks using representative motion vectors.
  • the decoder motion vector derivation information may be information indicating whether a decoder derives and uses a motion vector necessary for motion compensation.
  • the information about the motion vector may not be entropy encoded / decoded based on the decoder motion vector derivation information.
  • information on the merge mode may be entropy encoded / decoded. That is, the decoder motion vector derivation information may indicate whether the decoder uses the merge mode.
  • the bidirectional optical flow information may be information indicating whether motion compensation is performed by correcting a motion vector on a pixel basis or a lower block basis. Based on the bidirectional optical flow information, the motion vector of the pixel unit or the lower block unit may not be entropy encoded / decoded. Here, the motion vector correction may be to change the motion vector value of a block unit in a pixel unit or a lower block unit.
  • the current block may perform motion compensation by using at least one of information on motion compensation, and entropy encode / decode at least one of information on motion compensation.
  • the truncated rice binarization method When entropy coding / decoding information related to motion compensation, the truncated rice binarization method, the K-th order Exp_Golomb binarization method, the limited K-th order exp-Golomb A binarization method such as a binarization method, a fixed-length binarization method, a unary binarization method, or a truncated unary binarization method may be used.
  • the context model may be determined using at least one of region information, information on the depth of the current block, and information on the size of the current block.
  • Entropy encoding / decoding information on motion compensation information about motion compensation of neighboring blocks, information about motion compensation previously encoded / decoded, information about depth of current block, and size of current block
  • Entropy encoding / decoding may be performed using at least one of the information as a prediction value for the information on the motion compensation of the current block.
  • the encoder / decoder may derive a temporal merge candidate from at least one block reconstructed from a reference picture which is a temporal neighbor of the current block.
  • the reference picture that is the temporal neighbor of the current block may be a co-located picture.
  • Information about the corresponding position image may be decoded by an encoder to determine a sequence, picture, slice, tile. , CTU, CU or PU may be transmitted in at least one unit.
  • the information on the corresponding position image is higher in the encoder / decoder according to the encoding / decoding sequence, the motion information of the temporal neighboring block / spatial neighboring block that has been encoded / decoded, or the sequence, picture, slice, tile, etc.
  • the encoder / decoder may implicitly derive using at least one of the inter prediction prediction indicator or the reference image index information of the corresponding image of the level.
  • the derivation of the temporal merge candidate may include deriving temporal merge candidate information (for example, at least one of a motion vector, a reference image index, an inter prediction prediction indicator, and an image order count) from a corresponding position block in the corresponding position image. It may mean adding to the merge candidate list of.
  • temporal merge candidate information for example, at least one of a motion vector, a reference image index, an inter prediction prediction indicator, and an image order count
  • the location of the corresponding location block may be the same location in the corresponding location image based on the current block location.
  • the location of the corresponding location block may be a location moved using at least one of motion vectors of a temporal / spatial neighboring block in which encoding / decoding is completed based on the current block location.
  • the corresponding position image of the image (or slice) level including the current block is set as the first reference image in the L1 direction
  • motion information about the L1 direction is scanned while scanning the spatial neighboring blocks in an arbitrary order. If there is motion information in the L1 direction after scanning for presence, the corresponding position block with respect to the current block may be derived using the motion information.
  • the spatial neighboring block may be a neighboring block of the current block for deriving the spatial merge candidate described above with reference to FIG. 7.
  • the motion information for the L1 direction is scanned while scanning the spatial neighboring blocks in an arbitrary order. If there is no motion information in the L1 direction after the scan, the same may be scanned for motion information in the L0 direction.
  • the corresponding position block with respect to the current block may be derived using the motion information.
  • the spatial neighboring blocks are scanned in the order of deriving the spatial merge candidates.
  • the corresponding motion information may be mirrored to the L1 direction motion information to redefine the corresponding position image and the corresponding position block for the current block.
  • scaling according to the directionality may be applied to the L0 direction motion vector as the L1 direction motion vector, and the reference picture index may be the same or different reference picture indexes may be used. If the same reference picture index as the L0 direction is not used, motion vector scaling according to a distance on a time axis may be applied.
  • At least one corresponding location image may be used for each prediction indicator between screens.
  • the reference image most selected from at least one or more space-time neighboring blocks for each L0 and L1 inter prediction indicator may be selected as a corresponding position image for the L0 and L1 directions with respect to the current block.
  • the prediction block for the L0 and L1 directions is generated by deriving a temporal merge candidate for each inter prediction prediction indicator, and then a weighted sum thereof (for example, the prediction block generated through the L0 and L1 direction temporal merge candidates). Liver mean value) to generate a prediction block for the current block.
  • At least one or more motion vectors derived from at least one or more space-time neighboring blocks used in selecting the L0 and / or L1 direction-corresponding position image are random representative values (minimum value, maximum value, average value, median value, weight value). Can be used to derive the location of the corresponding location block.
  • the L0 and L1 reference image may be selected as the corresponding position image for the L0 and L1 directions of the current block by scanning motion information from at least one or more space-time neighboring blocks for each L0 and L1 inter prediction indicator.
  • the temporal merge candidates are generated for each inter prediction prediction indicator to generate prediction blocks for the L0 and L1 directions, and then weighted sums thereof (for example, between prediction blocks generated through the temporal merge candidates in the L0 and L1 directions). Average block) to generate a prediction block for the current block.
  • the motion vector scaling performed in the temporal merge candidate derivation process includes a difference value td of a picture order count (POC) of a corresponding position block and a reference image of the corresponding position block, the current block, and the current block.
  • a method of scaling the motion vector derived from the corresponding position block according to the proportion of the image order count difference value tb with respect to the reference image of the block may be used.
  • Motion vector scaling according to an embodiment of the present invention is a weight based on motion vector scaling information between spatiotemporal neighboring blocks that have been encoded / decoded in the motion vector scaled by the scaling method described above with reference to FIG. 8 and corresponding position blocks corresponding thereto. Can be scaled by applying.
  • the accuracy of the motion vector scaling performed in the temporal merge candidate derivation process can be improved by considering the motion vector scaling information between the spatio-temporal neighboring blocks that have been encoded / decoded and the corresponding position blocks corresponding thereto.
  • motion vector scaling information between spatiotemporal neighboring blocks that have been encoded / decoded and corresponding position blocks corresponding thereto will be described with reference to FIG. 10.
  • the current block is Block N
  • the neighboring block is Block C
  • the corresponding position block corresponding to the block N ', Block C' and Block N, respectively, is obtained from MV N and Block N '.
  • the derived motion vector is MVCol N '
  • the weight WF based on the motion vector scaling information between the spatio-temporal neighboring blocks that have been encoded / decoded and the corresponding position blocks corresponding thereto may be derived through Equation 6 below.
  • the weight WF derived from Equation 6 may be applied to the scaled motion vector by the scaling method described above with reference to FIG. 8.
  • An embodiment of a motion vector scaling method using a weighted WF is shown in Equation 7 below. here, May be a motion vector obtained by scaling MVCol C ' by the motion vector scaling method described with reference to FIG. 8.
  • the weight WF may be corrected when td according to the motion vector scaling for the current block is different from td according to the motion vector scaling for the spatiotemporal neighboring block.
  • the weighted value WF may be corrected by reflecting the POC difference value of the td.
  • the weight WF may be corrected when tb according to the motion vector scaling for the current block is different from tb according to the motion vector scaling for the spatiotemporal neighboring block.
  • the weighted value WF may be corrected by reflecting the POC difference value of the tb.
  • a plurality of weights may be used to improve the accuracy of motion vector scaling performed in the temporal merge candidate derivation process.
  • At least one of a plurality of weights derived from spatiotemporal neighboring blocks of the current block in which encoding / decoding is completed may be applied to motion vector scaling.
  • the derivation of the plurality of weights may be derived from respective space-time neighboring blocks as described with reference to FIG. 10.
  • motion vector scaling of any representative value of a plurality of weights eg, average value, median value, maximum value, minimum value, mode value, weighted average value
  • a plurality of weights eg, average value, median value, maximum value, minimum value, mode value, weighted average value
  • position information of neighboring blocks for deriving a weight may be explicitly transmitted from an encoder to a decoder or may be implicitly derived according to the same procedure in an encoder / decoder.
  • the location information of the neighboring block for deriving the weight may be information about which neighboring block is used to derive the weight.
  • the location information of the neighboring block for deriving the weight may be implicitly derived based on the motion information of at least one of the current block, the corresponding location block corresponding to the current block, the space-time neighboring block, and the corresponding location block corresponding to the space-time neighboring block.
  • the motion information used for derivation may be at least one of an inter prediction prediction indicator, a motion vector, a motion vector difference value, a reference picture index, a motion vector prediction value candidate index, and td and tb defined in FIG. 7.
  • a weight may be derived from the neighboring block.
  • Block C, Block C ', Block N, Block N' are defined in FIG. 10, and tb and td are defined in FIG. 7).
  • a weight may be derived from the neighboring block.
  • the motion vector scaling method in the temporal merge candidate derivation process has been described above.
  • the current block, the space-time neighboring block, and the corresponding location block may be a concept including a lower block of the current block, a lower block of the space-time neighboring block, and a lower block of the corresponding location block.
  • the motion vector scaling method described with reference to FIG. 10 may also be used in the temporal motion vector candidate derivation process in the AMVP mode.
  • the process of deriving a temporal motion vector candidate in the AMVP mode may be a process of deriving a temporal motion vector prediction value to generate a motion vector prediction value of the current block.
  • the temporal motion vector prediction value of the motion vector generated after the motion prediction of the current block is generated.
  • the relationship between the vector prediction values may improve the accuracy of the temporal motion vector prediction values for the current block.
  • the amount of motion information transmission may vary according to the inter prediction mode.
  • the encoder transmits motion information (eg, at least one of a motion vector, a motion vector difference value, a reference picture index, a motion vector prediction value candidate index, and an inter prediction prediction indicator) to the decoder for inter prediction.
  • Information (merge_idx) can be transmitted to the decoder.
  • the merge index information may mean information indicating a merge candidate in the merge candidate list as described above.
  • the encoder transmits the merge index information (merge_idx) based on the RD cost function (merge mode), directly transmits the entire motion information (skip mode), or part of the motion information (motion vector difference value, reference picture index, motion vector). At least one of the prediction value candidate index and the inter prediction prediction indicator) may be transmitted to the decoder (AMVP mode).
  • the encoder may determine the motion information transmitted for each prediction direction (L0, L1, ..., Ln, n is an integer of 2 or more) based on the RD cost function.
  • the encoder may transmit motion information in the L0 direction of the current block and merge index information in the L1 direction.
  • the encoder may transmit motion information in the L0 direction of the current block and merge index information in the L1 direction.
  • merge index that generates a bidirectional prediction block with the sum of weights of one L0 and L1 prediction block (for example, an average of L0 and L1 prediction blocks) and selects a merge candidate having a minimum RD cost function as an optimal merge candidate for the L1 direction.
  • Information can be determined.
  • the encoder may transmit different merge index information to the decoder in both the L0 and L1 directions of the current block.
  • the encoder may transmit different merge index information to the decoder in both the L0 and L1 directions of the current block.
  • the weighted sum of the generated L0 and L1 prediction blocks For example, by generating a bidirectional prediction block using an average of L0 and L1 prediction blocks, merge index information for selecting a merge candidate having a minimum RD cost function as a merge candidate for the first L0 and L1 directions may be determined.
  • the encoder may transmit both the motion information and the merge index information for the LX (X is a positive integer including 0) direction of the current block to the decoder.
  • the prediction block for the LX direction of the current block may include representative values (eg, median value, average value, minimum value, maximum value, and weight value) for each prediction block derived through motion information and merge index information for the LX direction. Average value or mode).
  • the encoder may transmit both motion information and merge index information for each of the L0 direction and the L1 direction of the current block to the decoder.
  • the prediction block for the L0 direction of the current block may include representative values (eg, median value, average value, minimum value, maximum value, and weight value) for each prediction block derived through motion information and merge index information for the L0 direction.
  • the prediction block for the L1 direction is generated using an average value or a mode value, and the representative block for each prediction block derived from the motion information and the merge index information for the L1 direction (eg, the median value, the average value, Any one of a minimum value, a maximum value, a weighted average value, or a mode value).
  • the final prediction block of the current block is generated through a representative value of the prediction block for the L0 direction and the prediction block for the L1 direction (for example, one of a median value, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value, or a mode value). can do.
  • the encoder may transmit merge mode availability information (merge_flag) together with merge index information to the decoder.
  • the encoder may define an inter prediction prediction indicator capable of knowing whether the merge mode is used instead of transmitting separate merge mode use information and transmit the same to the decoder.
  • the encoder / decoder determines whether merge index information is used for each L0 and / or L1 direction, and a unique binarization symbol value for each inter-prediction indicator ( Bin string).
  • PRED_L0 may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting the motion information derived after the L0 direction motion prediction to the decoder.
  • PRED_L1 may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting motion information derived after L1 direction motion prediction to a decoder.
  • PRED_BI may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting motion information derived after motion prediction in the L0 and L1 directions to the decoder.
  • PRED_BI_MERGE_L0 may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting merge index information to the decoder in the L0 direction and transmitting the motion information derived after the motion prediction to the decoder in the L1 direction.
  • PRED_BI_MERGE_L1 may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting merge index information to the decoder in the L1 direction and transmitting the motion information derived after the motion prediction to the decoder in the L0 direction.
  • the PRED_BI_MERGE_BI may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting different merge index information to the decoder in the L0 and L1 directions.
  • PRED_BI_MERGE_L0, PRED_BI_MERGE_L1 and PRED_BI_MERGE_BI may be defined as follows, unlike the above.
  • PRED_BI_MERGE_L0 may be defined as an inter-screen prediction indicator for transmitting motion information and merge index information derived after L0 direction motion prediction to the decoder and transmitting motion information derived after motion prediction to the decoder for the L1 direction.
  • the prediction block for the L0 direction is representative of each prediction block obtained through motion information and merge index information derived after motion prediction (eg, a median value, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value, or a mode value). It can be generated through any one of).
  • PRED_BI_MERGE_L1 may be defined as an inter prediction prediction indicator that transmits motion information and merge index information derived after L1 direction motion prediction to a decoder, and transmits motion information derived after motion prediction to a decoder in the L0 direction.
  • the prediction block for the L1 direction is a representative value for each prediction block obtained through motion information and merge index information derived after motion prediction (for example, a median value, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value or a mode value). It can be generated through any one of).
  • the PRED_BI_MERGE_BI may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting the motion information and the merge index information derived after the motion prediction for each of the L0 and L1 directions to the decoder.
  • the prediction blocks for each of the L0 and L1 directions are representative values (eg, median value, average value, minimum value, maximum value, and weight value) for each prediction block obtained through motion information and merge index information derived after motion prediction. Either average or mode).
  • the encoder / decoder may further define the inter prediction prediction indicator as follows.
  • PRED_L0_MERGE may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting merge index information to the decoder in the L0 direction.
  • PRED_L0_MERGE may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting motion information and merge index information derived after motion prediction in the L0 direction to the decoder.
  • the prediction block for the L0 direction is representative of each prediction block obtained through motion information and merge index information derived after motion prediction (eg, a median value, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value, or a mode value). Can be generated through either).
  • PRED_L1_MERGE may be defined as an inter prediction prediction indicator for transmitting merge index information to the decoder in the L1 direction.
  • PRED_L1_MERGE may be defined as an inter prediction prediction indicator that transmits motion information and merge index information derived after motion prediction in the L1 direction to the decoder.
  • the prediction block for the L1 direction is a representative value (for example, a median value, an average value, a minimum value, a maximum value, a weighted average value, or a mode value for each prediction block obtained through motion information and merge index information derived after motion prediction. Can be generated through either).
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder may derive a temporal merge candidate from the corresponding position block of the current block (S1101).
  • a method of deriving a temporal merge candidate will be described later with reference to FIG. 12.
  • the decoder may generate a merge candidate list of the current block based on the derived temporal merge candidate (S1102).
  • the decoder may generate a prediction block of the current block based on the generated merge candidate list (S1103).
  • FIG. 12 illustrates a method of deriving a temporal merge candidate according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder is configured based on an image order count difference value tb of a current block and a reference image of a current block and an image order count difference value td of a reference position of a corresponding position block and a corresponding position block.
  • the motion vector derived from the corresponding position block may be scaled (S1201). Since the description of the scaling method has been described with reference to FIG. 8, overlapping description will be omitted.
  • the decoder can correct the scaled motion vector based on the motion vector scaling information between the neighboring block of the current block and the corresponding position block of the neighboring block (S1202).
  • the motion vector scaling information between the neighboring block of the current block and the corresponding position block of the neighboring block may include an image order count difference value of the neighboring block and the reference image of the neighboring block, the corresponding position block of the neighboring block, and the corresponding position of the neighboring block Scaling a motion vector derived from the corresponding position block of the neighboring block based on the image sequence count difference value with respect to the reference image of the block; and scaling the motion vector derived from the corresponding position block of the neighboring block and the motion vector of the neighboring block.
  • the motion vector scaling information between the neighboring block and the corresponding position block of the neighboring block may be generated based on a ratio.
  • the correction of the scaled motion vector may be performed by applying a weight value based on the motion vector scaling information between the neighboring block and the corresponding position block of the neighboring block to the scaled motion vector.
  • the decoder determines a difference value between the image order count difference values.
  • the weight value can be corrected based on the above.
  • the decoder may select a neighboring block used for correcting the scaled motion vector among the spatial neighboring blocks of the current block and the temporal neighboring blocks of the current block based on the neighboring block position information.
  • the decoder may select a block having the same reference picture as the reference picture of the current block among the spatial neighboring blocks of the current block as the neighboring block used for the correction of the scaled motion vector.
  • the method of deriving the temporal merge candidate described with reference to FIGS. 11 and 12 may be similarly performed in the encoder.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder may acquire an inter-screen prediction indicator indicating an inter-screen prediction direction and an inter-screen prediction mode (S1301).
  • the inter prediction prediction indicator may indicate the inter prediction mode for each prediction direction.
  • the decoder may generate a prediction block of the current block based on the inter prediction prediction indicator (S1302).
  • FIG. 14 illustrates a video encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder may determine the inter prediction mode for each inter prediction direction (S1401).
  • the encoder may encode the inter-screen prediction indicator indicating the inter-screen prediction direction and the inter-screen prediction mode according to the determination of S1401.
  • the order of applying the embodiment may be different in the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same in the encoder and the decoder.
  • the above embodiment may be performed with respect to each of the luminance and chrominance signals, and the same embodiment may be performed with respect to the luminance and the chrominance signals.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the above embodiments of the present invention may be applied according to at least one of a coding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, a coding unit, a prediction unit, a transform unit, a unit, and a current unit.
  • the size here may be defined as a minimum size and / or a maximum size for the above embodiments to be applied, or may be defined as a fixed size to which the above embodiments are applied.
  • the first embodiment may be applied at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments may be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size or more and the maximum size or less. That is, the above embodiments may be applied only when the block size is included in a certain range.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the above embodiments of the present invention can be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier is signaled to identify the temporal layer to which the embodiments are applicable and the embodiments can be applied to the temporal layer specified by the identifier.
  • the identifier here may be defined as the lowest layer and / or the highest layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is one or more.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • a slice type to which the above embodiments of the present invention are applied is defined, and the above embodiments of the present invention may be applied according to the corresponding slice type.
  • the methods are described based on a flowchart as a series of steps or units, but the present invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or simultaneously from other steps as described above. Can be. Also, one of ordinary skill in the art appreciates that the steps shown in the flowcharts are not exclusive, that other steps may be included, or that one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention. I can understand.
  • Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.
  • the present invention can be used in an apparatus for encoding / decoding an image.

Abstract

본 발명은 영상 부호화 및 복호화 방법에 관한 것이다. 이를 위한 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 적어도 하나의 공간적 주변 블록으로부터 공간적 머지 후보를 유도하는 단계, 상기 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하는 단계 및 상기 유도된 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보 중 적어도 하나를 기초로 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 시간적 머지 후보에 대한 참조 영상은 상기 현재 블록을 포함하는 현재 영상의 참조 영상 리스트 및 상기 대응 위치 블록을 포함하는 대응 위치 영상의 참조 영상 리스트에 기초하여 선택되는 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하는 단계, 상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계 및 상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 상기 현재 블록의 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는, 상기 주변 블록 및 상기 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록 및 상기 주변 블록의 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 상기 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도되어 스케일링된 움직임 벡터와 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 비율에 기초하여 상기 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계는, 상기 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초한 가중치 값을 상기 스케일링된 움직임 벡터에 적용하여 보정할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 주변 블록 및 상기 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값이 서로 다른 경우, 상기 영상 순서 카운트 차이값들간의 차이값에 기초하여 상기 가중치 값을 보정할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 주변 블록은, 주변 블록 위치 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록들 중에서 선택될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 주변 블록은, 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록들 중 상기 현재 블록의 참조 영상과 동일한 참조 영상을 갖는 블록으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하는 단계, 상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계 및 상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 상기 현재 블록의 시공간적 주변 블록과 상기 시공간적 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른, 저장 매체는, 상기 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 방법은, 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 획득하는 단계 및 상기 화면 간 예측 지시자를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 화면 간 예측 지시자는 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 지시할 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 부호화 방법은, 화면 간 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 결정하는 단계 및 상기 결정에 따라, 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른, 저장 매체는, 상기 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 장치는, 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하고, 상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하고, 상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고, 상기 움직임 보상부는, 상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하고, 상기 현재 블록의 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정할 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 장치는, 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 획득하는 엔트로피 복호화부 및 상기 화면 간 예측 지시자를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고, 상기 화면 간 예측 지시자는 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 지시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 간 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 머지 모드를 이용한 영상 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 머지 모드를 이용한 영상 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 현재 블록의 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보를 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하기 위해, 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 스케일링하는 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 하위 블록 단위로 움직임 보상을 수행하는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 시간적 머지 후보를 유도하기 위해, 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른 시간적 머지 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "비디오의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "비디오를 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다. 여기서, 픽처는 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미하며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미한다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 픽셀 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미한다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미한다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 픽처 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 동일한 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미한다. 트리 구조(Tree Structure)에서 루트 노드(Root Node)는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드(Leaf Node)는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨(Level)이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미한다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 유닛을 의미한다. 하나의 예측 유닛은 크기가 작은 복수의 파티션(Partition) 또는 하위 예측 유닛으로 분할 될 수도 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미한다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상이 포함된 리스트를 의미한다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트가 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미한다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터이며, 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있으며, mvX는 가로(horizontal) 성분, mvY는 세로(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미한다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 움직임 벡터 후보를 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미한다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)이라고도 할 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator) 뿐만 아니라 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 머지 후보를 이용하여 구성된 리스트를 의미한다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미한다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 지시하는 정보를 의미한다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 유닛을 의미한다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 크기가 작은 복수의 변환 유닛으로 분할될 수 있다.
스케일링(Scaling): 변환 계수 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미한다. 변환 계수 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수에 대해 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 변환 계수 레벨을 스케일링(scaling)하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분된 값을 의미한다.
스캔(Scan): 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미한다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미한다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다.변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미한다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨을 의미한다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미한다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미한다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미한다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀 값을 참조 화소로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나 양자화하거나 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 픽셀에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 인덱스 등)뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 화면 내 예측 모드/방향, 참조 샘플 필터링 방법, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프내 필터 적용 여부, 적응적 루프내 필터 계수, 적응적 루프내 필터 탭, 적응적 루프내 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 변환 계수, 변환 계수 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 비트 심도, 휘도 신호 혹은 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 인덱스를 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 인덱스를 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 인덱스를 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수 및 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 인루프 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 픽셀 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하는 공간적 예측을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 모드 및 화면 간 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다.
분할 구조는 LCU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. LCU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 LCU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다. 도 3의 LCU(320)는 쿼드트리 형태의 분할 및 이진트리 형태의 분할이 모두 적용된 LCU의 일 예이다.
도 4는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 픽처들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화될 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 픽처 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 픽처 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 픽처 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 현재 픽처 참조 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
비트스트림은 참조 픽처를 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 인덱스(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 인덱스는 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
현재 픽처 참조 모드는 현재 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 벡터가 정의될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화되는지 여부는 현재 블록의 참조 영상 색인을 이용하여 부호화될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 인덱스가 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 경우, 현재 픽처는 현재 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정 위치 또는 임의의 위치에 추가될 수 있다. 상기 고정 위치는 예를 들어, 참조 영상 색인이 0인 위치 또는 가장 마지막 위치일 수 있다. 현재 픽쳐가 참조 영상 리스트 내에서 임의의 위치에 추가되는 경우, 상기 임의의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그널링될 수도 있다.
상술한 사항을 바탕으로, 본 발명에 따른, 영상 부호화/복호화 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 머지 모드를 이용한 영상 부호화 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 머지 모드를 이용한 영상 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 부호화 장치는 머지 후보를 유도하고(S501), 유도된 머지 후보를 기초로 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 머지 후보 리스트가 생성되면, 생성된 머지 후보 리스트를 이용하여 움직임 정보를 결정하고(S502), 결정된 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다(S503). 이후, 부호화 장치는 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다(S504).
도 6을 참조하면, 복호화 장치는 부호화 장치로부터 수신한 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 복호화하여(S601), 머지 후보를 유도하고(S602), 유도된 머지 후보를 기초로 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 머지 후보 리스트가 생성되면, 생성된 머지 후보 리스트를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다(S603). 이후, 복호화 장치는 움직임 정보를 이용하여, 움직임 보상을 수행할 수 있다(S604).
이하, 도 5 및 도 6에 도시된 각 단계에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 머지 후보를 유도하는 단계에 대해 구체적으로 설명하기로 한다(S501, S502).
현재 블록에 대한 머지 후보는 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보 또는 추가적인 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록의 공간적 머지 후보는, 현재 블록 주변의 복원 블록으로부터 유도될 수 있다. 일 예로, 현재 블록 주변의 복원 블록의 움직임 정보가 현재 블록에 대한 공간적 머지 후보로 결정될 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 영상 색인 또는 예측 리스트 활용 플래그를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
이 경우, 공간적 머지 후보의 움직임 정보는 L0 및 L1에 대응하는 움직임 정보뿐만 아니라 L0, L1, …, LX 에 대응하는 움직임 정보를 가질 수 있다. 여기서, X는 0을 포함하는 양의 정수일 수 있다. 따라서, 참조 영상 리스트는 L0, L1, …, LX 등 적어도 1개 이상을 포함할 수 있다.
도 7은 현재 블록의 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보를 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7를 참조하면, 현재 블록의 공간적 머지 후보는 현재 블록(X)에 인접한 주변 블록들로부터 유도될 수 있다. 현재 블록에 인접한 주변 블록은, 현재 블록의 상단에 인접한 블록(B1), 현재 블록의 좌측에 인접한 블록(A1), 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접한 블록(B0), 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접한 블록(B2) 및 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접한 블록(A0) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록의 공간적 머지 후보를 유도하기 위해서, 현재 블록에 인접한 주변 블록이 현재 블록의 공간적 머지 후보 유도에 사용될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 현재 블록에 인접한 주변 블록이 현재 블록의 공간적 머지 후보 유도에 사용될 수 있는 여부는 소정의 우선 순위에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, A1, B1, B0, A0 및 B2 위치의 블록 순서대로 공간적 머지 후보 유도 가용성이 판단될 수 있다. 상기 가용성 여부 판단 순서를 기반으로 결정된 공간적 머지 후보를 현재 블록의 머지 후보 리스트에 순차적으로 추가할 수 있다.
다음으로, 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
현재 블록의 시간적 머지 후보는, 현재 영상의 대응 위치 영상(Co-located picture)에 포함된 복원된 블록으로부터 유도될 수 있다. 여기서, 대응 위치 영상은, 현재 영상 이전에 부호화/복호화가 완료된 영상으로, 현재 영상과 상이한 시간적 순서(또는 영상 순서 카운트, POC)를 갖는 영상일 수 있다.
한편, 현재 블록의 시간적 머지 후보는 대응 위치 영상 내의 하나 또는 그 이상의 블록으로부터 유도될 수 있으며, 복수의 대응 위치 영상에 속한 복수의 블록으로부터 유도될 수도 있다.
대응 위치 영상에 대한 정보는 부호화기에서 복호하기로 전송하거나 또는 부호화기/복호화기에서 부호화/복호화 순서에 따라 묵시적으로 유도할 수 있다. 여기서, 대응 위치 영상에 대한 정보는 화면간 예측 지시자, 참조 영상 색인 및 움직임 벡터 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
시간적 머지 후보를 유도하는 것은 대응 위치 영상 내의 대응 위치 블록에서 시간적 머지 후보 정보를 유도하여 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가하는 것을 의미할 수 있다. 시간적 머지 후보 정보는 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자 또는 영상 순서 카운트(POC: picture order count) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 현재 영상의 대응 위치 영상(collocated picture)에서, 현재 블록(X)과 공간적으로 동일한 위치에 대응하는 블록의 위부 위치를 포함하는 블록 또는 현재 블록(X)과 공간적으로 동일한 위치에 대응하는 블록의 내부 위치를 포함하는 블록으로부터 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다. 여기서, 시간적 머지 후보는 대응 위치 블록의 움직임 정보를 의미할 수 있다. 일 예로, 현재 블록(X)의 시간적 머지 후보는 현재 블록과 공간적으로 동일한 위치에 대응하는 블록(C)의 좌측 하단 코너에 인접한 블록(H) 또는 블록 C의 중심점을 포함하는 블록(C3)으로부터 유도될 수 있다. 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하기 위해 사용되는 블록 H 또는 블록 C3 등을 '대응 위치 블록(collocated block)'이라 호칭할 수 있다.
한편, 현재 블록의 대응 위치 블록 또는 현재 블록은 정방형(square) 형태 또는 비정방형(non-square) 형태일 수 있다.
블록 C의 외부 위치를 포함하는 블록 H로부터 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도할 수 있을 경우, 블록 H가 현재 블록의 대응 위치 블록으로 설정될 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 시간적 머지 후보는 블록 H의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다. 반면, 블록 H로부터 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도할 수 없을 경우, 블록 C의 내부 위치를 포함하는 블록 C3가 현재 블록의 대응 위치 블록으로 설정될 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 시간적 머지 후보는 블록 C3의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다. 만약, 블록 H 및 블록 C3로부터 현재 블록의 시간적 머지를 유도할 수 없는 경우라면(예컨대, 블록 H 및 블록 C3가 모두 화면 내 부호화된 경우), 현재 블록에 대한 시간적 머지 후보는 유도되지 않거나 또는 블록 H 및 블록 C3와는 다른 위치의 블록으로부터 유도될 수 있을 것이다.
다른 예로, 현재 블록의 시간적 머지 후보는 대응 위치 영상 내 복수의 블록으로부터 유도될 수도 있다. 일 예로, 블록 H 및 블록 C3로부터 현재 블록에 대한 복수의 시간적 머지 후보를 유도할 수도 있다.
또 다른 예로, 현재 블록(X)에 임의의 움직임 정보에 따라 이동한 위치에 대응되는 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다. 이때, 임의의 움직임 정보는 부호화/복호화가 완료된 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도 될 수 있다.
한편, 대응 위치 블록은 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 영상(대응 위치 영상)에 속한 소정의 위치의 블록을 의미할 수 있다. 여기서, 소정의 위치는 대응 위치 영상내에서 현재 블록과 동일 위치, 현재 블록의 인접 위치, 또는 현재 블록에서 일정 거리만큼 떨어진 위치 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 전술한 일정 거리는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 거리일 수도 있고, 소정의 벡터 성분(x 성분 또는 y 성분 중 적어도 하나를 포함)을 기반으로 유도될 수도 있다.
현재 블록의 대응 위치 블록은 하위 블록(sub-block) 단위로 분할될 수 있다. 이 경우, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 대응 위치 블록의 하위 블록들 중 어느 하나의 하위 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 시간적 머지 후보로 결정할 수 있다. 또한, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 대응 위치 블록의 하위 블록들의 움직임 정보 중 적어도 하나를 기초로 현재 블록의 시간적 머지 후보를 결정할 수 있다. 여기서, 하위 블록은 현재 블록보다 작은 크기, 형태 또는 깊이를 가지는 블록을 의미할 수 있다.
일 예로, 부호화기/복호화기는 각 하위 블록 단위로 분할되어 적어도 하나의 시간적 머지 후보가 유도될 때, 전술한 도 9의 블록 H 및 블록 C3 위치에 해당하는 대응 위치 블록보다 작은 크기, 형태 또는 깊이를 가지는 하위 블록에서 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다.
다른 예로, 부호화기/복호화기는 현재 블록 (X)에 임의의 움직임 정보에 따라 이동한 위치에 대응되는 대응 위치 블록의 각각의 하위 블록 단위의 움직임 정보로부터 적어도 하나 이상의 시간적 머지 후보들을 유도할 수 있다.
여기에서도, 부호화기/복호화기는 대응 위치 블록의 하위 블록의 움직임 정보가 존재하는지 여부 또는 대응 위치 블록의 하위 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 시간적 머지 후보로서 이용가능한지 여부를 판단하여 현재 블록의 시간적 머지 후보로 결정할 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 하위 블록으로 분할되어 대응 위치 영상 내의 대응 위치 하위블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도하는 경우, 대응 위치 블록을 대응 위치 하위 블록으로 분할한 후, 대응 위치 블록내의 센터(도 7의 C3)에 위치한 대응 위치 하위 블록이 화면 간 부호화 된 경우, 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도할 수 있다. 이 때, 임의의 위치에서 유도되는 대응 위치 하위 블록이 화면 내 부호화된 경우, 해당 대응 위치 하위 블록의 움직임 정보는 센터에 위치한 대응 위치 하위 블록의 움직임 벡터를 재사용할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록이 하위 블록으로 분할되어 대응위치영상 내의 대응위치 하위블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도하는 경우, 도 7과 같이 H 위치의 대응 위치 하위 블록이 화면 간 부호화 된 경우, 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도할 수 있다. 이 때, 임의의 위치에서 유도되는 대응 위치 하위 블록이 화면 내 부호화된 경우, 해당 대응 위치 하위 블록의 움직임 정보는 도 7의 H 위치에서 유도된 대응 위치 하위 블록의 움직임 벡터를 재사용할 수 있다.
또 다른 예로, 현재 블록이 하위 블록으로 분할되어 대응 위치 영상 내의 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도하는 경우, 도 7과 같이 H 위치의 대응 위치 하위 블록이 화면 간 부호화 된 경우, 대응 위치 블록내의 센터(도 7의 C3)에 위치한 대응 위치 하위 블록이 화면 간 부호화 된 경우, 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도할 수 있다. 이 때, 임의의 위치에서 유도되는 대응 위치 하위 블록이 화면 내 부호화된 경우, 해당 대응 위치 하위 블록의 움직임 정보는 센터에 위치한 대응 위치 하위 블록의 움직임 벡터를 재사용할 수 있다.
또 다른 예로, 현재 블록이 하위 블록으로 분할되어 대응 위치 영상 내의 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도하는 경우, 도 7의 C3 위치와 같이 센터에 위치한 대응 위치 하위 블록이 화면내 부호화 된 경우, 대응 위치 블록내의 도 7의 H에 위치한 대응 위치 하위 블록이 화면 간 부호화 된 경우, 대응 위치 하위 블록 단위로 시간적 움직임 정보를 유도할 수 있다. 이 때, 임의의 위치에서 유도되는 대응 위치 하위 블록이 화면 내 부호화된 경우, 해당 대응 위치 하위 블록의 움직임 정보는 도 7의 H에 위치한 대응 위치 하위 블록의 움직임 벡터를 재사용할 수 있다.
또한, 부호화기/복호화기는 대응 위치 블록의 하위 블록들의 움직임 정보 중 적어도 하나(일 예로, 움직임 벡터)의 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나를 현재 블록의 시간적 머지 후보로 결정할 수 있다.
도 7에서는 대응 위치 블록의 좌측 하단 코너에 인접한 블록 또는 대응 위치 블록의 중심점을 포함하는 블록으로부터 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도할 수 있는 것으로 도시되었다. 다만, 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하기 위한 블록의 위치는 도 7에 도시된 예에 한정되지 않는다. 일 예로, 현재 블록의 시간적 머지 후보는 대응 위치 블록의 상/하단 경계, 좌/우측 경계 또는 일 코너에 인접한 블록으로부터 유도될 수도 있고, 대응 위치 블록 내 특정 위치를 포함하는 블록(예컨대, 대응 위치 블록의 코너 경계에 인접한 블록)으로부터 유도될 수도 있다.
현재 블록의 시간적 머지 후보는, 현재 블록과 대응 위치 블록의 참조 영상 리스트(또는 예측 방향)를 고려하여 결정될 수도 있다. 한편, 시간적 머지 후보의 움직임 정보는 L0 및 L1에 대응하는 움직임 정보뿐만 아니라 L0, L1, …, LX 에 대응하는 움직임 정보를 가질 수 있다. 여기서, X는 0을 포함하는 양의 정수일 수 있다.
또한, 현재 블록, 주변 블록 또는 대응 위치 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상에 기초하여 시간적 머지 후보, 대응 위치 영상, 대응 위치 블록, 예측 리스트 활용 플래그 및 참조 영상 색인 중 적어도 하나를 유도할 수도 있다.
시간적 머지 후보는, 유도된 공간적 머지 후보의 개수가 머지 후보의 최대 개수보다 작을 때 예비적으로 유도될 수 있다. 이에 따라, 유도된 공간적 머지 후보의 개수가 머지 후보의 최대 개수에 다다른 경우, 시간적 머지 후보를 유도하는 과정이 생략될 수 있다.
일 예로, 머지 후보의 최대 개수 maxNumMergeCand가 2개이고, 유도된 공간적 머지 후보 2개가 상이한 값을 가질 경우, 시간적 머지 후보를 유도하는 과정이 생략될 수 있다.
한편, 머지 후보의 최대 개수 maxNumMergeCand내에서 시간적 머지 후보는 반드시 적어도 하나 이상 포함될 수 있다. 이 경우, 시간적 머지 후보를 반드시 하나 이상 포함하기 위해 유도된 공간적 머지 후보들 중 적어도 하나 이상을 제외하거나 유도된 공간적 머지 후보들을 병합하여 공간적 머지 후보 개수를 줄일 수 있다. 여기서, 공간적 머지 후보들의 병합은 동일한 화면간 예측 지시자 및/또는 참조 영상을 가지는 공간적 머지 후보들간의 움직임 정보의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나으로 계산될 수 있다.
또한, 부호화기/복호화기는 시간적 머지 후보가 반드시 적어도 하나 이상 포함될 수 있도록 최대 머지 후보 개수를 변경할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 시간적 머지 후보는, 시간적 머지 후보의 최대 개수에 기초하여 유도될 수도 있다. 여기서, 시간적 머지 후보의 최대 개수는, 부호화 장치 및 복호화 장치에서 동일한 값을 사용하도록 기 설정될 수 있다. 또는, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 최대 개수를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 부호화되어, 복호화기로 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 부호화기는 현재 블록의 시간적 머지 후보의 최대 개수를 나타내는 maxNumTemporalMergeCand를 부호화하고, 비트스트림을 통해 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 이때, maxNumTemporalMergeCand는 0을 포함하는 양의 정수로 설정될 수 있다. 예컨대, maxNumTemporalMergeCand는 1로 설정될 수 있다. maxNumTemporalMergeCand의 값은 시그널링되는 시간적 머지 후보의 개수에 관한 정보에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 부호화기/복호화기에 기 설정된 고정된 값일 수도 있다.
한편, 부호화기/복호화기는 유도된 머지 후보는 머지 후보 리스트에 기 추가된 머지 후보와 서로 다른 움직임 정보를 가지는 지에 대한 중복성 검사를 수행 후, 유도된 머지 후보가 서로 다른 움직임 정보를 가지는 경우에만 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
현재 블록이 포함된 현재 영상과 현재 블록의 참조 영상 사이의 거리가 대응 위치 블록이 포함된 대응 위치 영상과 대응 위치 블록의 참조 영상 사이의 거리와 다를 경우, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터는 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수 있다.
또는, 현재 블록이 포함된 영상의 화면간 예측을 위한 참조 과 대응 위치 블록이 포함된 영상의 화면간 예측을 위한 참조 이 서로 다를 경우에도, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터는 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수 있다.
여기서, 스케일링은 현재 영상과 현재 블록이 참조하는 참조 영상 간의 거리 및 대응 위치 영상과 대응 위치 블록이 참조하는 참조 영상 간의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 일 예로, 현재 영상과 현재 블록이 참조하는 참조 영상 간의 거리 및 대응 위치 영상과 대응 위치 블록이 참조하는 참조 영상 간의 거리의 비율에 따라 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터가 유도될 수 있다.
도 8은 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하기 위해, 대응 위치 블록의 움직임 정보 중 움직임 벡터를 스케일링하는 예를 나타낸다.
대응 위치 블록의 움직임 벡터는, 대응 위치 영상의 디스플레이 순서를 나타내는 POC(Picture order count) 및 대응 위치 블록의 참조 영상의 POC 사이의 차분값 (td) 및 현재 영상의 POC 및 현재 블록의 참조 영상의 POC 사이의 차분값 (tb) 중 적어도 하나를 기초로 스케일링될 수 있다.
스케일링을 수행하기에 앞서, 소정 범위 내 td 또는 tb 가 존재하도록 td 또는 tb를 조절할 수 있다. 일 예로, 소정 범위가 -128~127 를 나타내는 경우, td 또는 tb가 -128보다 작을 경우, td 또는 tb를 -128로 조절할 수 있다. td 또는 tb가 127보다 큰 경우, td 또는 tb는 127로 조절될 수 있다. td 또는 tb가 -128~127 범위에 포함된다면, td 또는 tb를 조정하지 않는다.
td 또는 tb를 기초로 스케일링 인자 DistScaleFactor를 연산할 수 있다. 이때, 스케일링 인자는 다음의 수학식 1에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2017010652-appb-M000001
Figure PCTKR2017010652-appb-I000001
상기 수학식 1에서, Abs()는 절대값 함수를 나타내며, 해당 함수의 출력 값은 입력 값의 절대값이 된다.
수학식 1을 기초로 연산된 스케일링 인자 DistScaleFactor의 값은 소정 범위로 조정될 수 있다. 일 예로, DistScaleFactor는 -1024~1023 범위 내 존재하도록 조정될 수 있다.
스케일링 인자를 이용하여 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터를 결정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터는 하기 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2017010652-appb-M000002
상기 수학식 2에서, Sign()는 ()에 포함된 값의 부호 정보를 출력하는 함수이다. 일 예로, Sign(-1)이면 -를 출력하게 된다. 상기 수학식 2에서, mvCol은 대응 위치 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다.
전술한 방법에 따라 현재 블록의 임의의 참조 영상에 맞춰 스케일링된 움직임 벡터를 그대로 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터로 사용하거나 또는 주변 부호화/복호화가 완료된 블록 중 적어도 하나 이상의 블록들의 스케일링 정보를 이용하여 현재 블록의 시간적 머지 후보로 스케일링된 움직임 벡터를 적어도 한번 보정하여 현재 블록의 시간적 머지 후보의 움직임 벡터로 사용할 수 있다.
다음으로, 현재 블록의 추가적인 머지 후보를 유도하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
추가적인 머지 후보는 변경된 공간적 머지 후보(modified spatial merge candidate), 변경된 시간적 머지 후보(modified temporal merge candidate), 조합된 머지 후보(combined merge candidate), 소정의 움직임 정보 값을 가지는 머지 후보 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 여기서, 추가적인 머지 후보를 유도하는 것은 추가적인 머지 후보를 유도하여 머지 후보 리스트에 추가하는 것을 의미할 수 있다.
변경된 공간적 머지 후보는 유도된 공간적 머지 후보의 움직임 정보 중 적어도 하나를 변경한 머지 후보를 의미할 수 있다.
변경된 시간적 머지 후보는 유도된 시간적 머지 후보의 움직임 정보 중 적어도 하나를 변경한 머지 후보를 의미할 수 있다.
조합된 머지 후보는 머지 후보 리스트에 존재하는 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 변경된 공간적 머지 후보, 변경된 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 소정의 움직임 정보 값을 가지는 머지 후보들의 움직임 정보 중 적어도 하나의 움직임 정보를 조합하여 유도되는 머지 후보를 의미할 수 있다. 또는, 조합된 머지 후보는 머지 후보 리스트에 존재하진 않지만 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보 중 적어도 하나 이상을 유도할 수 있는 블록으로부터 유도된 공간적 머지 후보 및 유도된 시간적 머지 후보와 이를 기초로 생성된 변경된 공간적 머지 후보, 변경 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보 및 소정의 움직임 정보 값을 가지는 머지 후보 중 적어도 하나의 움직임 정보를 조합하여 유도되는 머지 후보를 의미할 수 있다.
한편, 소정의 움직임 정보 값을 가지는 머지 후보는 움직임 벡터가 (0, 0)인 제로 머지 후보(zero merge candidate)를 의미할 수 있다.
제로 머지 후보는 L0 움직임 정보, L1 움직임 정보, L2 움직임 정보, L3 움직임 정보 중 적어도 하나 이상의 움직임 정보에서 움직임 벡터가 (0, 0)인 머지 후보를 의미할 수 있다.
또한, 제로 머지 후보는 두가지 종류 중 적어도 한가지일 수 있다. 첫번째 제로 머지 후보는 움직임 벡터가 (0, 0)이며 참조 영상 색인이 0 이상의 값을 가질 수 있는 머지 후보를 의미할 수 있다. 그리고, 두번째 제로 머지 후보는 움직임 벡터가 (0, 0)이며 참조 영상 색인이 0인 값만을 가질 수 있는 머지 후보를 의미할 수 있다.
다음으로는, 생성된 머지 후보 리스트를 이용하여, 현재 블록의 움직임 정보를 결정하는 단계에 대해 구체적으로 설명하기로 한다(S502, S603).
부호화기는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 머지 후보 리스트 내의 머지 후보 중 움직임 보상에 이용되는 머지 후보를 결정하고, 결정된 머지 후보를 지시하는 머지 후보 색인(merge_idx)을 비트스트림에 부호화할 수 있다.
한편, 부호화기는 예측 블록을 생성하기 위하여 상술한 머지 후보 색인을 기초로 머지 후보 리스트에서 머지 후보를 선택하여 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 결정된 움직임 정보를 기초로 움직임 보상(motion compensation)을 수행하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
일 예로, 머지 후보 색인이 3이 선택된 경우, 머지 후보 리스트에서 머지 후보 색인 3이 지시하는 머지 후보가 움직임 정보로 결정되어 부호화 대상 블록의 움직임 보상에 사용될 수 있다.
복호화기는 비트스트림 내의 머지 후보 색인을 복호화하여 머지 후보 색인이 지시하는 머지 후보 리스트 내의 머지 후보를 결정할 수 있다. 결정된 머지 후보는 현재 블록의 움직임 정보로 결정할 수 있다. 결정된 움직임 정보는 현재 블록의 움직임 보상에 사용된다. 이 때, 움직임 보상은 인터 예측(inter prediction)의 의미와 동일할 수 있다.
일 예로, 머지 후보 색인이 2인 경우, 머지 후보 리스트에서 머지 후보 색인 2가 지시하는 머지 후보가 움직임 정보로 결정되어 복호화 대상 블록의 움직임 보상에 사용될 수 있다.
또한, 현재 블록의 움직임 정보에 해당하는 정보 중 적어도 하나의 값을 변경하여 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 움직임 정보를 사용할 수 있다. 여기서, 움직임 정보에 해당하는 정보 중 변경되는 값은 움직임 벡터의 x 성분, 움직임 벡터의 y 성분, 참조 영상 색인 중 적어도 하나일 수 있다
다음으로는, 결정된 움직임 정보를 이용하여, 현재 블록의 움직임 보상을 수행하는 단계에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다(S503, S604).
부호화기 및 복호화기에서는 결정된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 현재 블록(부호화/복호화 대상 블록)은 결정된 머지 후보의 움직임 정보를 가질 수 있다.
현재 블록은 예측 방향에 따라 최소 1개부터 최대 N개의 움직임 정보를 가질 수 있다. 움직임 정보를 이용하여, 최소 1개부터 최대 N개의 예측 블록을 생성하여, 현재 블록의 최종 예측 블록을 유도할 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 1개의 움직임 정보를 가질 경우, 상기 움직임 정보를 이용하여 생성된 예측 블록을, 현재 블록의 최종 예측 블록으로 결정할 수 있다.
반면, 현재 블록이 복수의 움직임 정보를 가질 경우, 복수의 움직임 정보를 이용하여 복수의 예측 블록을 생성하고, 복수의 예측 블록들의 가중합을 기초로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 결정할 수 있다. 복수의 움직임 정보에 의해 지시되는 복수의 예측 블록 각각을 포함하는 참조 영상들은 서로 다른 참조 영상 리스트에 포함될 수도 있고, 동일한 참조 영상 리스트에 포함될 수도 있다. 또한, 현재 블록이 복수의 움직임 정보를 가질 경우, 복수의 움직임 정보 중 복수의 참조 영상은 서로 동일한 참조 영상을 지시할 수도 있다.
일 예로, 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 변경된 공간적 머지 후보, 변경된 시간적 머지 후보, 소정의 움직임 정보 값을 가지는 머지 후보 또는 조합 머지 후보, 추가적인 머지 후보 중 적어도 하나를 기초로 복수의 예측 블록을 생성하고, 복수의 예측 블록들의 가중합을 기초로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 결정할 수 있다.
다른 예로, 기 설정된 머지 후보 색인에 의해 지시되는 머지 후보들을 기초로 복수의 예측 블록을 생성하고, 복수의 예측 블록들의 가중합을 기초로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 결정할 수 있다. 또한, 기 설정된 머지 후보 색인 범위에 존재하는 머지 후보들을 기초로 복수의 예측 블록을 생성하고, 복수의 예측 블록들의 가중합을 기초로, 현재 블록의 최종 예측 블록을 결정할 수 있다.
각 예측 블록에 적용되는 가중치는 1/N (여기서, N은 생성된 예측 블록의 수)로 균등한 값을 가질 수 있다. 일 예로, 2개의 예측 블록이 생성된 경우, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는 1/2 이고, 3개의 예측 블록이 생성된 경우, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는 1/3이며, 4개의 예측 블록이 생성된 경우, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는 1/4일 수 있다. 또는, 각 예측 블록마다 상이한 가중치를 부여하여, 현재 블록의 최종 예측 블록을 결정할 수도 있다.
가중치는 예측 블록별 고정된 값을 가져야 하는 것은 아니며, 예측 블록별 가변적 값을 가질 수도 있다. 이때, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 일 예로, 2개의 예측 블록이 생성된 경우, 2개의 예측 블록에 적용되는 가중치는 (1/2, 1/2)일뿐만 아니라, (1/3, 2/3), (1/4, 3/4), (2/5, 3/5), (3/8, 5/8) 등과 같이 블록별로 가변적이 값일 수 있다. 한편, 가중치는 양의 실수 값 및 음의 실수 값일 수 있다. 일 예로, (-1/2, 3/2), (-1/3, 4/3), (-1/4, 5/4) 등과 같이 음의 실수 값을 포함할 수 있다.
한편, 가변적 가중치를 적용하기 위해, 현재 블록을 위한 하나 또는 그 이상의 가중치 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 가중치 정보는 예측 블록별로 각각 시그널링될 수도 있고, 참조 영상별로 시그널링될 수도 있다. 복수의 예측 블록이 하나의 가중치 정보를 공유하는 것도 가능하다.
부호화기 및 복호화기는 예측 블록 리스트 활용 플래그에 기초하여 머지 후보의 움직임 정보의 이용 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 각 참조 영상 리스트 별로 예측 블록 리스트 활용 플래그가 제1 값인 1을 지시하는 경우, 부호화기 및 복호화기는 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하기 위하여 현재 블록의 머지 후보의 움직임 정보를 이용할 수 있다는 것을 나타내고, 제2 값인 0을 지시하는 경우, 부호화기 및 복호화기는 현재 블록의 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하지 않는 것을 나타낼 수 있다. 한편, 예측 블록 리스트 활용 플래그의 제1의 값은 0으로, 제2의 값은 1으로 설정될 수도 있다.
하기 수학식 3 내지 수학식 5는, 각각 현재 블록의 화면 간 예측 지시자가, PRED_BI(또는 현재 블록이 2개의 움직임 정보를 사용 가능한 경우), PRED_TRI(또는 현재 블록이 3개의 움직임 정보를 사용 가능한 경우) 및 PRED_QUAD(또는 현재 블록이 4개의 움직임 정보를 사용 가능한 경우)이고, 각 참조 영상 리스트에 대한 예측 방향이 단방향인 경우, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2017010652-appb-M000003
Figure PCTKR2017010652-appb-M000004
Figure PCTKR2017010652-appb-M000005
상기 수학식 3 내지 5에서, P_BI, P_TRI, P_QUAD는 현재 블록의 최종 예측 블록을 나타내고, LX(X=0, 1, 2, 3)은 참조 영상 리스트를 의미할 수 있다. WF_LX은 LX를 이용하여 생성된 예측 블록의 가중치 값을 나타내고, OFFSET_LX은 LX를 이용하여 생성된 예측 블록에 대한 오프셋 값을 나타낼 수 있다. P_LX는 현재 블록의 LX에 대한 움직임 정보를 이용하여 생성한 예측 블록을 의미한다. RF는 라운딩 팩터(Rounding factor)를 의미하고, 0, 양수 또는 음수로 설정될 수 있다. LX 참조 영상 리스트는 롱텀(long-term) 참조 영상, 디블록킹 필터(deblocking filter)를 수행하지 않은 참조 영상, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 수행하지 않은 참조 영상, 적응적 루프 필터(adaptive loop filter)를 수행하지 않은 참조 영상, 디블록킹 필터 및 적응적 오프셋만 수행한 참조 영상, 디블록킹 필터 및 적응적 루프 필터만 수행한 참조 영상, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터만 수행한 참조 영상, 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 모두 수행한 참조 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, LX 참조 영상 리스트는 L0 참조 영상 리스트, L1 참조 영상 리스트, L2 참조 영상 리스트 및 L3 참조 영상 리스트 중 적어도 하나일 수 있다.
소정 참조 영상 리스트에 대한 예측 방향이 복수 방향인 경우에도, 예측 블록들의 가중합에 기초하여, 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 획득할 수 있다. 이때, 동일한 참조 영상 리스트로부터 유도된 예측 블록들에 적용되는 가중치는 동일한 값을 가질 수도 있고, 상이한 값을 가질 수도 있다.
복수의 예측 블록에 대한 가중치(WF_LX) 및 오프셋(OFFSET_LX) 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화되는 부호화 파라미터일 수 있다.
다른 예로, 가중치 및 오프셋은 현재 블록 주변의 부호화/복호화된 주변 블록으로부터 유도될 수도 있다. 여기서, 현재 블록의 주변 블록은, 현재 블록의 공간적 머지 후보를 유도하기 위해 이용되는 블록 또는 현재 블록의 시간적 머지 후보를 유도하기 위해 이용되는 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 예로, 가중치 및 오프셋은 현재 영상과 각 참조 영상들의 디스플레이 순서(POC)에 기초하여 결정될 수도 있다. 이 경우, 현재 영상과 참조 영상 사이의 거리가 멀수록, 가중치 또는 오프셋을 작은 값으로 설정하고, 현재 영상과 참조 영상 사이의 거리가 가까울수록 가중치 또는 오프셋을 큰 값으로 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 영상과 L0 참조 영상의 POC 차이가 2인 경우, L0 참조 영상을 참조하여 생성된 예측 블록에 적용되는 가중치 값을 1/3으로 설정하는 반면, 현재 영상과 L0 참조 영상의 POC 차이가 1인 경우, L0 참조 영상을 참조하여 생성된 예측 블록에 적용되는 가중치 값을 2/3으로 설정할 수 있다. 위에 예시한 바와 같이, 가중치 또는 오프셋 값은 현재 영상과 참조 영상 사이의 디스플레이 순서 차와 반비례 관계를 가질 수 있다. 다른 예로, 가중치 또는 오프셋 값은 현재 영상과 참조 영상 사이의 디스플레이 순서 차와 비례 관계를 갖도록 하는 것 역시 가능하다.
다른 예로, 현재 블록, 주변 블록, 또는 대응 위치 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상에 기반하여, 가중치 또는 오프셋 중 적어도 하나 이상을 엔트로피 부호화/복호화할 수도 있다. 또한 현재 블록, 주변 블록, 또는 대응 위치 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상에 기반하여, 예측 블록들의 가중합을 계산할 수도 있다.
복수의 예측 블록의 가중합은 예측 블록 내의 일부 영역에서만 적용될 수 있다. 여기서, 일부 영역은 예측 블록 내의 경계에 해당하는 영역일 수 있다. 위와 같이 일부 영역에만 가중합을 적용하기 위하여, 예측 블록의 하위 블록(sub-block)단위로 가중합을 수행할 수 있다.
또한, 머지 모드를 이용해서 예측 블록들의 가중합 계산 시, 머지 후보 리스트 내에 존재하는 적어도 하나 이상의 머지 후보를 이용해서 가중합을 계산하고 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 공간적 머지 후보들로만 예측 블록들을 생성하고 예측 블록들의 가중합을 계산하고, 계산된 가중합을 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 공간적 머지 후보와 시간적 머지 후보들로 예측 블록들을 생성하고 예측 블록들의 가중합을 계산하고, 계산된 가중합을 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 조합된 머지 후보들로만 예측 블록들을 생성하고 예측 블록들의 가중합을 계산하고, 계산된 가중합을 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 특정한 머지 후보 색인들을 가지는 머지 후보들로만 예측 블록들을 생성하고 예측 블록들의 가중합을 계산하고, 계산된 가중합을 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 특정한 머지 후보 색인 범위 내에 존재하는 머지 후보들로만 예측 블록들을 생성하고 예측 블록들의 가중합을 계산하고, 계산된 가중합을 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
도 9는 하위 블록 단위로 움직임 보상을 수행하는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 현재 블록은 4개의 하위 블록들(A, B, C, D)로 분할될 수 있으며, 각 분할된 하위 블록 단위로 공간적 주변 블록(또는 공간적 주변 블록의 하위 블록) 및 대응 위치 블록(또는 대응 위치 블록의 하위 블록)의 움직임 정보 중 적어도 하나를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 움직임 벡터, 화면간 예측 지시자, 참조 영상 색인, 영상 순서 카운트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화하는 과정에 대해 상세히 살펴보기로 한다(S504, S601).
부호화 장치는 움직임 보상에 관한 정보를 비트스트림을 통해 엔트로피 부호화하고, 복호화 장치는 비트스트림에 포함된 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 복호화할 수 있다. 여기서, 엔트로피 부호화/복호화되는 움직임 보상에 관한 정보는, 스킵 모드 사용 여부 정보(cu_skip_flag), 머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag), 머지 색인 정보(merge_index), 화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator)(inter_pred_idc), 가중치 값(wf_l0, wf_l1, wf_l2, wf_l3) 및 오프셋 값(offset_l0, offset_l1, offset_l2, offset_l3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 움직임 보상에 관한 정보는 CTU, 부호화 블록 및 예측 블록 중 적어도 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
스킵 모드 사용 여부 정보(cu_skip_flag)는, 제 1의 값인 1을 가질 경우 스킵 모드 사용을 지시할 수 있으며, 제 2의 값인 0을 가질 경우 스킵 모드 사용을 지시하지 않을 수 있다. 스킵 모드 사용 여부 정보를 기반으로 스킵 모드를 이용하여 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다.
머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag)는, 제 1의 값인 1을 가질 경우 머지 모드 사용을 지시할 수 있으며, 제 2의 값인 0을 가질 경우 머지 모드 사용을 지시하지 않을 수 있다. 머지 모드 사용 여부 정보를 기반으로 머지 모드를 이용하여 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다.
머지 색인 정보(merge_index)는 머지 후보 리스트(merge candidate list) 내 머지 후보(merge candidate)를 지시하는 정보를 의미할 수 있다.
또한, 머지 색인 정보는 머지 색인(merge index)에 대한 정보를 의미할 수 있다.
또한, 머지 색인 정보는 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다.
또한, 머지 색인 정보는 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나 이상을 지시할 수 있다. 예를 들어, 머지 색인 정보는 제 1의 값인 0을 가질 경우 머지 후보 리스트 내 첫번째 머지 후보를 지시할 수 있으며, 제 2의 값인 1을 가질 경우 머지 후보 리스트 내 두번째 머지 후보를 지시할 수 있으며, 제 3의 값인 2를 가질 경우 머지 후보 리스트 내 세번째 머지 후보를 지시할 수 있다. 마찬가지로 제 4 내지 제N 값을 가질 경우 머지 후보 리스트 내 순서에 따라 값에 해당하는 머지 후보를 지시할 수 있다. 여기서 N은 0을 포함한 양의 정수를 의미할 수 있다.
머지 색인 정보를 기반으로 머지 모드를 이용하여 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다.
화면 간 예측 지시자는 현재 블록의 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 경우, 현재 블록의 화면 간 예측 방향 또는 예측 방향의 개수 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 일 예로, 화면 간 예측 지시자는, 단방향 예측을 지시하거나, 쌍방향 예측, 3개 방향 예측 또는 4개 방향 예측 등 복수 방향 예측을 지시할 수 있다. 화면 간 예측 지시자는 현재 블록이 예측 블록을 생성할 때 사용하는 참조 영상의 수를 의미할 수 있다. 또는, 하나의 참조 영상이 복수개의 방향 예측을 위해 이용될 수도 있다. 이 경우, M개의 참조 영상을 이용하여 N(N>M)개 방향 예측을 수행할 수 있다. 화면 간 예측 지시자는 현재 블록에 대한 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 수를 의미할 수도 있다.
이처럼, 화면 간 예측 지시자에 따라, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 수, 현재 블록의 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 수 또는 현재 블록이 이용할 수 있는 참조 영상 리스트의 개수 등이 결정될 수 있다. 여기서, 참조 영상 리스트의 개수 N은, 양의 정수로, 1, 2, 3, 4 또는 그 이상의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 참조 영상 리스트는 L0, L1, L2 및 L3 등을 포함할 수 있다. 현재 블록은 1개 이상의 참조 영상 리스트를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다.
일 예로, 현재 블록은 적어도 하나 이상의 참조 영상 리스트를 이용하여, 적어도 하나의 예측 블록을 생성하여, 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다. 일 예로, 참조 영상 리스트 L0를 이용하여 1개 또는 1개 이상의 예측 블록을 생성하여 움직임 보상을 수행하거나, 참조 영상 리스트 L0 및 L1를 이용하여 1개 또는 1개 이상의 예측 블록을 생성하여 움직임 보상을 수행할 수 있다. 또는, 참조 영상 리스트 L0, L1 및 L2를 이용하여 1개, 1개 이상의 예측 블록 또는 최대 N개의 예측 블록(여기서, N은 3 또는 2 이상의 양의 정수)을 생성하여 움직임 보상을 수행하거나, 참조 영상 리스트 L0, L1, L2 및 L3를 이용하여, 1개, 1개 이상의 예측 블록 또는 최대 N개의 예측 블록(여기서, N은 4 또는 2 이상의 양의 정수)를 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다.
참조 영상 지시자는 현재 블록의 예측 방향의 수에 따라, 단방향(PRED_LX), 양방향(PRED_BI), 세방향(PRED_TRI), 네방향(PRED_QUAD) 또는 그 이상의 방향성을 지시할 수 있다.
일 예로, 각 참조 영상 리스트에 대해 단방향 예측이 수행됨을 가정할 경우, 화면 간 예측 지시자 PRED_LX는 참조 영상 리스트 LX (X는 0, 1, 2 또는 3 등의 정수)를 이용하여 1개의 예측 블록을 생성하고, 생성된 1개의 예측 블록을 이용하여 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 화면 간 예측 지시자 PRED_BI는 L0, L1, L2 및 L3 참조 영상 리스트 중 적어도 하나를 이용하여, 2개의 예측 블록을 생성하고, 생성된 2개의 예측 블록을 이용하여 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 화면 간 예측 지시자 PRED_TRI는 L0, L1, L2 및 L3 참조 영상 리스트 중 적어도 하나를 이용하여, 3개의 예측 블록을 생성하고, 생성된 3개의 예측 블록을 이용하여 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 화면 간 예측 지시자 PRED_QUAD는 L0, L1, L2 및 L3 참조 영상 리스트 중 적어도 하나를 이용하여, 4개의 예측 블록을 생성하고, 생성된 4개의 예측 블록을 이용하여 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 현재 블록의 화면 간 예측을 수행하는데 이용되는 예측 블록의 수의 합이 화면 간 예측 지시자로 설정될 수 있다.
참조 영상 리스트에 대해 복수 방향 예측이 수행되는 경우, 화면 간 예측 지시자 PRED_BI는 L0 참조 영상 리스트에 대한 양방향 예측이 수행되는 것을 의미하고, 화면 간 예측 지시자 PRED_TRI는 L0 참조 영상 리스트에 대해 세방향 예측이 수행되는 것, L0 참조 영상 리스트에 대해 단방향 예측이 수행되고 L1 참조 영상 리스트에 대해 양방향 예측이 수행되는 것 또는 L0 참조 영상 리스트에 대해 양방향 예측이 수행되고, L1 참조 영상 리스트에 대해 단방향 예측이 수행되는 것을 의미할 수 있다.
이처럼, 화면 간 예측 지시자는, 적어도 하나의 참조 영상 리스트로부터 최소 1개부터 최대 N개(여기서, N은 화면 간 예측 지시자에 의해 지시되는 예측 방향의 수)의 예측 블록을 생성하여 움직임 보상을 수행하는 것을 의미하거나, N개의 참조 영상으로부터 최소 1개부터 최대 N개의 예측 블록을 생성하고, 생성된 예측 블록을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다.
예컨대, 화면 간 예측 지시자 PRED_TRI는 L0, L1, L2, L3 참조 영상 리스트 중 적어도 1개 이상을 이용해서 3개의 예측 블록을 생성하여 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하는 것을 의미하거나, L0, L1, L2, L3 참조 영상 리스트 중 적어도 3개 이상을 이용해서 3개의 예측 블록을 생성하여 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 또한, PRED_QUAD는 L0, L1, L2, L3 참조 영상 리스트 중 적어도 1개 이상을 이용해서 4개의 예측 블록을 생성하여 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하는 것을 의미하거나, L0, L1, L2, L3 참조 영상 리스트 중 적어도 4개 이상을 이용해서 4개의 예측 블록을 생성하여 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하는 화면 간 예측 지시자를 의미할 수 있다.
화면 간 예측 지시자에 따라 가용한 화면 간 예측 방향이 결정될 수 있으며, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 기초하여 상기 가용한 화면 간 예측 방향 중 전부 또는 일부가 선택적으로 이용될 수도 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag)는 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다.
일 예로, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타내고, 제2 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있다. 여기서, 예측 리스트 활용 플래그의 제1 값은 0으로, 제2 값은 1로 설정될 수도 있다.
즉, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값을 지시할 때, 해당 참조 영상 리스트에 상응하는 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
한편, 예측 리스트 활용 플래그는 화면 간 예측 지시자를 기반으로 설정될 수 있다. 일 예로, 화면 간 예측 지시자가 PRED_LX, PRED_BI, PRED_TRI 또는 PRED_QUAD을 지시하는 경우, 예측 리스트 활용 플래그 predFlagLX 는 제1 값인 1로 설정될 수 있다. 만약, 화면 간 예측 지시자가 PRED_LN (N은 X가 아닌 양의 정수)인 경우, 예측 리스트 활용 플래그 predFlagLX는 제2 값인 0으로 설정될 수 있다.
또한, 화면 간 예측 지시자는 예측 리스트 활용 플래그를 기반으로 설정될 수 있다. 일 예로, 예측 리스트 활용 플래그 predFlagL0와 predFlagL1이 제1 값인 1을 지시하는 경우, 화면 간 예측 지시자를 PRED_BI로 설정할 수 있다. 일 예로, 예측 리스트 활용 플래그 predFlagL0만 제1 값인 1을 지시하는 경우, 화면 간 예측 지시자를 PRED_L0로 설정할 수 있다.
상술한 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나 이상은 CTU 또는 CTU의 하위 유닛(sub-CTU) 중 적어도 하나의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 여기서, CTU의 하위 유닛은 CU 및 PU 중 적어도 하나의 단위를 포함할 수 있다. CTU의 하위 유닛의 블록은 정방형(square) 형태 또는 비정방형(non-square) 형태일 수 있다. 후술될 움직임 보상에 관한 정보는 편의상 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 의미할 수 있다.
CTU 에서 움직임 보상에 관한 정보가 엔트로피 부호화/복호화되는 경우, 움직임 보상에 관한 정보의 값에 따라 CTU에 존재하는 모든 또는 일부 블록들에서 해당 움직임 보상에 관한 정보를 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다.
CTU 또는 CTU의 하위 유닛에서 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화되는 경우, 소정의 블록 크기 또는 소정의 블록 깊이 중 적어도 하나에 기초하여 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보는, 블록 단위로 엔트로피 부호화/복호화될 수도 있고, 상위 레벨에서 엔트로피 부호화/복호화 될수도 있다. 일 예로, 움직임 보상에 관한 정보는, CTU, CU 또는 PU 등 블록 단위로 엔트로피 부호화/복호화되거나, 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set), 적응 파라미터 세트(Adaptation Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header) 등 상위 레벨에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보는 움직임 보상에 관한 정보와 움직임 보상에 관한 정보 예측값 사이의 차분값을 나타내는 움직임 보상에 관한 정보 차분값을 기초로 엔트로피 부호화/복호화될 수도 있다. 움직임 보상에 관한 정보 중 하나인 화면 간 예측 지시자를 예로 들면, 화면 간 예측 지시자 예측값과 화면 간 예측 지시자 차분값을 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 이때, 화면 간 예측 지시자 차분값은 블록 단위로 엔트로피 부호화/복호화되고, 화면 간 예측 지시자 예측값은 상위 레벨에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 화면 간 예측 지시자 예측값 등의 움직임 보상에 관한 정보 예측값이 픽처 또는 슬라이스 단위로 엔트로피 부호화/복호화될 경우, 픽처 또는 슬라이스에 포함된 블록들은 공통의 움직임 보상에 관한 정보 예측값을 이용할 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보 예측값은 영상, 슬라이스 혹은 타일 내 특정 영역 또는 CTU 또는 CU 내 특정 영역을 통해 유도될 수도 있다. 일 예로, 영상, 슬라이스, 타일, CTU 또는 CU 내 특정 영역의 화면 간 예측 지시자를 화면 간 예측 지시자 예측값으로 사용할 수 있다. 이 경우, 움직임 보상에 관한 정보 예측값의 엔트로피 부호화/복호화는 생략하고, 움직임 보상에 관한 정보 차분값만을 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
또는, 움직임 보상에 관한 정보 예측값은 현재 블록 주변에 부호화/복호화된 주변 블록으로부터 유도될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 주변에 부호화/복호화된 주변 블록의 화면 간 예측 지시자를 현재 블록의 화면 간 예측 지시자 예측값으로 설정할 수 있다. 여기서, 현재 블록의 주변 블록은, 공간적 머지 후보를 유도하는데 이용되는 블록 및 시간적 머지 후보를 유도하는데 이용된 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 주변 블록은 현재 블록의 깊이와 동일하거나 작은 깊이를 가진 것일 수도 있다. 복수의 주변 블록이 있는 경우, 소정의 우선 순위에 따라 어느 하나를 선택적으로 이용할 수 있다. 움직임 보상에 관한 정보를 예측하기 위해 이용되는 주변 블록은 현재 블록을 기준으로 고정된 위치를 가질 수도 있고, 현재 블록의 위치에 따른 가변적인 위치를 가질 수도 있다. 여기서, 현재 블록의 위치는, 현재 블록이 속한 픽쳐 또는 슬라이스를 기준으로 하는 위치일 수도 있고, 현재 블록이 속한 CTU, CU, 또는 PU의 위치를 기준으로 하는 위치일 수도 있다.
상기 머지 색인 정보는 부호화기와 복호화기에서 미리 정해진 집합들 내에서 인덱스 정보를 이용해서 산출될 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보 예측값 및 움직임 보상에 관한 정보 차분값을 이용하는 경우, 복호화 장치는 움직임 보상에 관한 정보 예측값 및 움직임 보상에 관한 정보 차분값을 합하여 예측 블록에 대한 움직임 보상에 관한 정보 값을 산출할 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보 또는 움직임 보상에 관한 정보의 차분값은 현재 블록, 주변 블록, 또는 대응 위치 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록, 주변 블록, 또는 대응 위치 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 움직임 보상에 관한 정보, 움직임 보상에 관한 정보의 예측값 혹은 움직임 보상에 관한 정보의 차분값을 현재 블록의 움직임 보상에 관한 정보, 움직임 보상에 관한 정보의 예측값 혹은 움직임 보상에 관한 정보의 차분값으로 유도할 수 있다.
현재 블록의 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화하는 대신, 현재 블록 주변에 부호화/복호화된 블록의 움직임 보상에 관한 정보를 현재 블록의 움직임 보상에 관한 정보로 이용하는 것도 가능하다. 일 예로, 현재 블록의 화면 간 예측 지시자는, 현재 블록 주변에 부호화/복호화된 주변 블록의 화면 간 예측 지시자와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
또한, 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나는 부호화기와 복호화기에서 기설정된 고정된 값을 가질 수 있다. 상기 기설정된 고정된 값을 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나에 대한 값으로 결정할 수 있고, 특정한 블록 크기의 내부에서 더 작은 블록 크기를 가지는 블록들에서는 상기 기설정된 고정된 값을 가지는 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나를 공유할 수 있다. 마찬가지로, 특정한 블록 크기의 하위에서 더 깊은 블록 깊이를 가지는 블록들에서는 상기 기설정된 고정된 값을 가지는 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나를 공유할 수 있다. 여기서 고정된 값은 0을 포함한 양의 정수 값이거나, (0, 0)을 포함한 정수 벡터 값일 수 있다.
여기서, 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나를 공유한다는 의미는 블록들에서 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나의 정보에 대해 서로 동일한 값을 가질 수 있거나, 블록들에서 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나의 서로 동일한 값을 이용하여 움직임 보상을 수행하는 것을 의미할 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보는 움직임 벡터, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 움직임 벡터 차분값, 움직임 벡터 예측값, 스킵 모드 사용 여부 정보(skip_flag), 머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag), 머지 색인 정보(merge_index), 움직임 벡터 해상도(motion vector resolution) 정보, 중첩된 블록 움직임 보상(overlapped block motion compensation) 정보, 지역 조명 보상(local illumination compensation) 정보, 어파인 움직임 보상(affine motion compensation) 정보, 복호화기 움직임 벡터 유도(decoder-side motion vector derivation) 정보, 양방향 광학 흐름(bi-directional optical flow) 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
움직임 벡터 해상도 정보는 움직임 벡터 및 움직임 벡터 차분값 중 적어도 하나 이상에 대해 특정 해상도를 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 해상도는 정밀도(precision)를 의미할 수 있다. 또한, 특정 해상도는 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나로 설정될 수 있다.
중첩된 블록 움직임 보상 정보는 현재 블록의 움직임 보상 시 현재 블록 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 추가로 사용하여 현재 블록의 예측 블록의 가중합을 계산하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
지역 조명 보상 정보는 현재 블록의 예측 블록 생성 시 가중치 값 및 오프셋 값 중 적어도 하나를 적용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 가중치 값 및 오프셋 값 중 적어도 하나는 참조 블록을 기반으로 산출된 값일 수 있다.
어파인 움직임 보상 정보는 현재 블록에 대한 움직임 보상 시 어파인 움직임 모델(affine motion model)을 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 어파인 움직임 모델은 복수의 파라미터를 이용하여 하나의 블록을 다수의 하위 블록으로 분할하고, 대표 움직임 벡터들을 이용하여 분할된 하위 블록의 움직임 벡터를 산출하는 모델일 수 있다.
복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 움직임 보상에 필요한 움직임 벡터를 복호화기에서 유도하여 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 복호화기 움직임 벡터 유도 정보에 기초하여 움직임 벡터에 관한 정보는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 그리고, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보가 복호화기에서 움직임 벡터를 유도하여 사용하는 것을 나타내는 경우, 머지 모드에 관한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 복호화기에서 머지 모드를 이용 여부를 나타낼 수 있다.
양방향 광학 흐름 정보는 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터를 교정하여 움직임 보상을 수행하는지 여부에 나타내는 정보일 수 있다. 양방향 광학 흐름 정보에 기초하여 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위의 움직임 벡터는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 여기서, 움직임 벡터 교정은 블록 단위의 움직임 벡터를 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터 값을 변경하는 것일 수 있다.
현재 블록은 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나를 이용하여 움직임 보상을 수행하고, 움직임 보상에 관한 정보 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
움직임 보상과 관련한 정보를 엔트로피 부호화/복호화하는 경우, 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법, K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법, 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법, 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법, 단항(Unary) 이진화 방법 또는 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법 등의 이진화(Binarization) 방법이 이용될 수 있다.
움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 때, 현재 블록 주변의 주변 블록의 움직임 보상에 관한 정보 또는 주변 블록의 영역 정보, 이전에 부호화/복호화된 움직임 보상에 관한 정보 또는 이전에 부호화/복호화된 영역 정보, 현재 블록의 깊이에 관한 정보 및 현재 블록의 크기에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 이용하여 문맥 모델(context model)을 결정할 수 있다.
또한, 움직임 보상에 관한 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 때, 주변 블록의 움직임 보상에 관한 정보, 이전에 부호화/복호화된 움직임 보상에 관한 정보, 현재 블록의 깊이에 관한 정보 및 현재 블록의 크기에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 현재 블록의 움직임 보상에 관한 정보에 대한 예측값으로 사용하여 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수도 있다.
이상 도 5 내지 도 9를 참조하여 머지 모드를 이용한 영상 부호화/복호화 방법에 대해 살펴보았다. 이하에서는, 도 10를 참조하여 시간적 머지 후보의 유도 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.
부호화기/복호화기는 현재 블록의 시간적 주변인 참조 영상(reference picture)에서 복원된 적어도 하나의 블록으로부터 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 유도할 수 있다. 여기서, 현재 블록의 시간적 주변인 참조 영상은 대응 위치 영상(co-located picture)일 수 있다.
대응 위치 영상에 대한 정보 (일 예로, 화면간 예측 지시자, 참조 영상 인덱스, 움직임 벡터 정보 및 영상 순서 카운트(POC: picture order count) 중 적어도 하나)는 부호화기에서 복호하기로 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, CU 또는 PU 중 적어도 하나 이상의 단위로 전송될 수 있다.
또한, 대응 위치 영상에 대한 정보는 부호화기/복호화기에서 부호화/복호화 순서에 따른 계층(Hierarchy), 부호화/복호화가 완료된 시간적 주변 블록/공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일 등 상위 레벨의 대응 영상에 대한 화면간 예측 지시자 또는 참조영상 인덱스 정보 중 적어도 하나를 사용하여 부호화기/복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다.
여기서, 시간적 머지 후보를 유도하는 것은 대응 위치 영상 내의 대응 위치 블록에서 시간적 머지 후보 정보(예를 들어, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자, 영상 순서 카운트 중 적어도 하나)를 유도하여 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가하는 것을 의미할 수 있다.
대응 위치 블록의 위치는 현재 블록 위치를 기준으로 대응 위치 영상 내의 동일한 위치일 수 있다. 또한, 대응 위치 블록의 위치는 현재 블록 위치를 기준으로 부호화/복호화가 완료된 시간적/공간적 주변 블록의 움직임 벡터들 중 적어도 하나를 이용하여 이동한 위치일 수 있다.
일 예로, 현재 블록을 포함하는 영상(또는 슬라이스) 레벨의 대응 위치 영상이 L1 방향의 첫 번째 참조 영상으로 설정되었다고 가정할 때, 공간적 주변 블록들을 임의의 순서에 따라 스캔하면서 L1 방향에 대한 움직임 정보가 있는지 스캔 후 L1 방향에 대한 움직임 정보가 있는 경우, 해당 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 대응 위치 블록을 유도할 수 있다. 여기서, 공간적 주변 블록은 도 7에서 전술한 공간적 머지 후보를 유도하기 위한 현재 블록의 주변 블록일 수 있다.
다른 예로, 현재 블록을 포함하는 영상(또는 슬라이스) 레벨의 대응 위치 영상이 L1 방향의 첫 번째 참조 영상으로 설정되었다고 가정할 때, 공간적 주변 블록들을 임의의 순서에 따라 스캔하면서 L1 방향에 대한 움직임 정보가 있는지 스캔 후 L1 방향에 대한 움직임 정보가 없는 경우, 동일하게 L0 방향에 대한 움직임 정보가 있는지 스캔할 수 있다. 여기서, L0 방향에 대한 움직임 정보가 있는 경우, 해당 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 대응 위치 블록을 유도할 수 있다.
또 다른 예로, 현재 블록을 포함하는 영상(또는 슬라이스) 레벨의 대응 위치 영상이 L1 방향의 첫 번째 참조 영상으로 설정되었다고 가정할 때, 공간적 주변 블록들을 공간적 머지 후보를 유도하는 순서에 따라 스캔하면서 첫 번째로 움직임 정보가 있는 블록에서 L0 방향 움직임 정보가 있다면, 해당 움직임 정보를 L1 방향 움직임 정보로 미러링(mirroring) 하여 현재 블록에 대한 대응 위치 영상 및 대응 위치 블록을 재정의할 수 있다. 이 경우, L0 방향 움직임 벡터가 L1방향 움직임 벡터로 방향성에 따른 스케일링이 적용될 수 있으며, 참조영상 인덱스는 동일하게 사용하거나 또는 다른 참조 영상 인덱스를 사용할 수 있다. 만약 L0 방향과 동일한 참조 영상 인덱스를 사용하지 않는 경우 시간축상 거리에 따른 움직임 벡터 스케일링을 적용할 수 있다.
한편, 현재 블록에 대한 대응 위치 영상을 선택하기 위하여, 1) 현재 블록에 대한 L0 및/또는 L1 방향 모든 참조영상을 대응 위치 영상으로 간주하고, 상기 모든 참조영상으로부터 시간적 머지 후보를 유도한 후, RD 비용함수가 최소가 되는 참조 영상을 선택하는 방법, 2) 시공간 주변 블록들에서 가장 많이 선택된 참조영상을 선택하는 방법 등이 사용될 수 있다.
그리고, 현재 블록에 대한 대응 위치 영상을 선택함에 있어, 화면 간 예측 지시자별로 적어도 하나 이상의 대응 위치 영상을 사용할 수 있다.
일 예로, L0 및 L1 화면간 예측 지시자별로 적어도 하나 이상의 시공간 주변 블록들에서 가장 많이 선택된 참조영상을 현재 블록에 대한 L0 및 L1 방향에 대한 대응 위치 영상으로 선택할 수 있다. 이 때, 화면간 예측 지시자별로 시간적 머지 후보를 유도하여 L0 및 L1 방향에 대한 예측 블록을 생성한 후, 이들에 대한 가중치 합(예를 들어, L0 및 L1 방향 시간적 머지 후보를 통해 생성한 예측 블록간 평균값)으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, L0 및/또는 L1 방향 대응 위치 영상을 선택함에 있어 사용된 적어도 하나 이상의 시공간 주변 블록들에서 유도된 적어도 하나 이상의 움직임 벡터들은 임의의 대표값 (최소값, 최대값, 평균값, 중간값, 가중치값 중 어느 하나)으로 구한 후, 대응 위치 블록의 위치를 유도하는데 사용될 수 있다.
다른 예로, L0 및 L1 화면간 예측 지시자별로 적어도 하나 이상의 시공간 주변 블록들에서 움직임 정보를 스캔하여 가장 먼저 선택된 L0 및 L1 참조영상을 현재 블록에 대한 L0 및 L1 방향에 대한 대응 위치 영상으로 선택할 수 있다. 이때, 화면간 예측 지시자별로 시간적 머지 후보를 유도하여 L0 및 L1 방향에 대한 예측 블록을 생성한 후, 이들에 대한 가중치 합(예를 들어, L0 및 L1방향 시간적 머지 후보를 통해 생성한 예측 블록간 평균값)으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
시간적 머지 후보 유도 과정에서 수행되는 움직임 벡터 스케일링은 도 8에서 설명한 바와 같이 대응 위치 블록 및 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트(POC: picture order count) 차이값(td)과 현재 블록 및 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값(tb)의 비례에 따라 대응 위치 블록에서 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 움직임 벡터 스케일링은 도 8에서 전술한 스케일링 방법으로 스케일링된 움직임 벡터에 부호화/복호화가 완료된 시공간적 주변 블록들과 이에 대응하는 대응 위치 블록들간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초한 가중치를 적용하여 스케일링 할 수 있다.
부호화/복호화가 완료된 시공간적 주변 블록들과 이에 대응하는 대응 위치 블록들 간의 움직임 벡터 스케일링 정보를 고려하므로서 시간적 머지 후보 유도과정에서 수행되는 움직임 벡터 스케일링의 정확도를 개선할 수 있다.
여기서, 부호화/복호화가 완료된 시공간적 주변 블록들과 이에 대응하는 대응 위치 블록들 간의 움직임 벡터 스케일링 정보는 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.
도 10에서 현재 블록은 Block N, 주변 블록은 Block C, 이에 대응하는 대응 위치 블록을 각각 Block N' 및 Block C', Block N의 부호화/복호화 완료이후 얻어진 움직임 벡터는 MVN, Block N'에서 유도된 움직임 벡터는 MVColN', 도 8에서 설명한 움직임 벡터 스케일 방법으로 MVColN' 을 스케일링한 움직임 벡터는
Figure PCTKR2017010652-appb-I000002
라고 가정하면, 부호화/복호화가 완료된 시공간적 주변 블록들과 이에 대응하는 대응 위치 블록들간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초한 가중치 WF는 아래와 같은 수학식 6을 통하여 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017010652-appb-M000006
수학식 6에서 유도된 가중치 WF는 도 8에서 전술한 스케일링 방법으로 스케일링된 움직임 벡터에 적용할 수 있다. 가중치 WF를 적용한 움직임 벡터 스케일링 방법의 일 실시 예는 아래 수학식 7과 같다. 여기서,
Figure PCTKR2017010652-appb-I000003
은 도 8에서 설명한 움직임 벡터 스케일 방법으로 MVColC' 을 스케일링한 움직임 벡터일 수 있다.
Figure PCTKR2017010652-appb-M000007
한편, 가중치 WF는 현재 블록에 대한 움직임 벡터 스케일링에 따른 td가 시공간적 주변 블록에 대한 움직임 벡터 스케일링에 따른 td와 서로 다른 경우 보정될 수 있다.
일 예로, 상기 td의 POC 차이값를 반영하여 가중치 WF에 보정할 수 있다.
또한, 가중치 WF는 현재 블록에 대한 움직임 벡터 스케일링에 따른 tb가 시공간적 주변 블록에 대한 움직임 벡터 스케일링에 따른 tb와 서로 다른 경우 보정될 수 있다.
일 예로, 상기 tb의 POC 차이값를 반영하여 가중치 WF에 보정할 수 있다.
시간적 머지 후보 유도과정에서 수행되는 움직임 벡터 스케일링의 정확도를 개선하기 위하여 복수의 가중치를 이용할 수 있다.
일 예로, 부호화/복호화가 완료된 현재 블록의 시공간적 주변 블록들로부터 유도된 복수의 가중치 중 적어도 하나를 움직임 벡터 스케일링에 적용할 수 있다. 여기서, 복수의 가중치의 유도는 도 10에서 설명한 것과 같이 각각의 시공간적 주변 블록들로부터 유도될 수 있다.
다른 예로, 부호화/복호화가 완료된 현재 블록의 시공간적 주변 블록들로부터 유도된 복수의 가중치의 임의의 대표값(예를 들어, 평균값, 중간값, 최대값, 최소값, 최빈값, 가중평균값)를 움직임 벡터 스케일링에 적용할 수 있다.
도 10에서 전술한 움직임 벡터 스케일링 방법에 있어서, 가중치를 유도하기 위한 주변 블록의 위치 정보를 명시적으로 부호화기에서 복호화기로 전송할 수 있으며 또는 부호화기/복호화기에서 동일한 절차에 따라 묵시적으로 유도할 수 있다. 여기서, 가중치를 유도하기 위한 주변 블록의 위치 정보는 어떤 주변 블록이 가중치를 유도하는데 사용되었는지에 대한 정보일 수 있다.
가중치를 유도하기 위한 주변 블록의 위치 정보는 현재 블록, 현재 블록에 대응하는 대응 위치 블록, 시공간 주변 블록 및 시공간 주변 블록에 대응하는 대응 위치 블록 중 적어도 하나의 움직임 정보에 기초하여 묵시적으로 유도될 수 있다. 여기서, 유도에 사용되는 움직임 정보는 화면 간 예측 지시자, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분값, 참조 영상 인덱스, 움직임 벡터 예측 값 후보 인덱스, 도 7에서 정의한 td 및 tb 중 적어도 하나일 수 있다.
일 예로, 공간적 머지 후보를 유도하는 순서에 따라 아래의 조건들 중 적어도 하나의 조건이 만족하는 주변 블록이 첫번째로 나오는 경우, 해당 주변 블록으로부터 가중치를 유도할 수 있다. (이하의 Block C, Block C', Block N, Block N'은 도 10에서, tb 및 td는 도 7에서 정의됨)
1) Block C 및 Block N에 대한 tb가 동일한 경우
2) 대응 위치 영상 내의 Block C' 및 Block N'에 대한 td가 동일한 경우
3) Block C 및 Block N에 대한 tb 및 대응 위치 영상 내의 Block C', Block N'에 대한 td가 동일한 경우
4) Block C 및 Block N의 움직임 벡터가 동일한 참조 영상을 사용할 경우
5) 대응 위치 영상 내의 Block C' 및 Block N'의 움직임 벡터가 동일한 참조영상을 사용할 경우
6) Block C 및 대응 위치 영상 내의 Block N'의 움직임 벡터가 동일한 참조영상을 사용할 경우
7) 대응 위치 영상 내의 Block C' 및 Block N의 움직임 벡터가 동일한 참조영상을 사용할 경우
8) Block C, Block N의 움직임 벡터가 동일한 참조영상 사용하고, Block C 및 Block N의 시간적 머지 후보에 대한 참조영상이 동일한 경우
9) 대응 위치 영상 내의 Block C', Block N'의 움직임 벡터가 동일한 참조영상 사용하고, Block C 및 Block N의 시간적 머지 후보에 대한 참조영상이 동일한 경우
다른 예로, 공간적 머지 후보를 유도하는 순서에 따라 화면간 예측된 주변 블록이 첫번째로 나오는 경우, 해당 주변 블록으로부터 가중치를 유도할 수 있다.
이상, 시간적 머지 후보 유도과정에서의 움직임 벡터 스케일링 방법에 대해서 설명하였다. 전술한 설명에서 현재 블록, 시공간 주변 블록 및 대응 위치 블록은 각각 현재 블록의 하위 블록, 시공간 주변 블록의 하위 블록 및 대응 위치 블록의 하위 블록을 포함하는 개념일 수 있다. 그리고, 시간적 머지 후보 유도과정외에도 AMVP모드의 시간적 움직임 벡터 후보 유도과정에서도 도 10에서 설명한 움직임 벡터 스케일링 방법이 사용될 수 있다. 여기서, AMVP모드의 시간적 움직임 벡터 후보 유도과정은 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 생성하기 위해 시간적 움직임 벡터 예측값을 유도하는 과정일 수 있다.
일 예로, L0 및 L1 참조영상 리스트에 포함된 참조영상 각각에 대해 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트 (Motion vector candidate list)를 생성함에 있어 현재 블록의 움직임 예측 이후 생성된 움직임 벡터에 대한 시간적 움직임 벡터 예측값을 유도할 때, 도 10에서 전술한 방법과 같이 부호화/복호화가 완료된 주변 블록의 움직임 벡터 정보 및 해당 주변 블록의 대응 위치 블록에서 유도한 움직임 벡터를 주어진 현재 블록의 참조영상에 따라 스케일링한 시간적 움직임 벡터 예측값 간의 관계를 통해 현재 블록에 대한 시간적 움직임 벡터 예측값의 정확도를 개선할 수 있다.
이하에서는, 움직임 정보의 전송량을 절감하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.
부호화기에서 움직임 예측으로 생성된 움직임 정보를 복호화기로 전송할 때, 화면 간 예측 모드에 따라 움직임 정보의 전송량이 달라질 수 있다.
일 예로, 부호화기는 화면 간 예측을 위하여 움직임 정보(일 예로, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분값, 참조 영상 인덱스, 움직임 벡터 예측값 후보 인덱스, 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나)를 복호화기에 전송하거나, 머지 색인 정보(merge_idx)를 복호화기에 전송할 수 있다. 여기서, 머지 색인 정보는 전술한 바와 같이 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 지시하는 정보를 의미할 수 있다.
부호화기는 RD 비용 함수에 기초하여 머지 색인 정보(merge_idx)를 전송할지(머지 모드), 움직임 정보 전체를 직접 전송할지(스킵모드), 움직임 정보의 일부(움직임 벡터 차분값, 참조 영상 인덱스, 움직임 벡터 예측값 후보 인덱스, 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나)를 복호화기에 전송할지(AMVP 모드) 결정 할 수 있다.
부호화기는 RD 비용 함수에 기초하여 예측 방향(L0, L1, …, Ln, n은 2이상의 정수)별로 전송되는 움직임 정보를 각각 결정할 수 있다.
일 예로, 부호화기는 현재 블록의 L0 방향에 대해서는 움직임 정보를 전송하고, L1 방향에 대해서는 머지 색인 정보를 전송할 수 있다. 이 때, L1 방향에 대한 최적 시공간 머지 후보 리스트를 구함에 있어, L0 방향의 움직임 정보를 이용한 예측 블록을 생성한 후, L1 방향에 대한 머지 후보 리스트 각각에 대해 예측 블록을 생성한 후, 상기 생성한 L0 와 L1 예측블록의 가중치 합(예를 들어 L0와 L1 예측블록의 평균)으로 양방향 예측블록을 생성하여 RD 비용함수가 최소가 되는 머지 후보를 L1 방향에 대한 최적 머지 후보로 선택하는 머지 색인 정보를 결정할 수 있다.
다른 예로, 부호화기는 현재 블록의 L0 및 L1 방향 모두에 대해 서로 다른 머지 색인 정보를 복호화기에 전송할 수 있다. 이 때, L0 방향의 머지 후보 리스트를 고정하여 L0 방향 예측블록을 생성한 후, L1 방향 머지 후보 리스트 각각에 대한 L1 방향 예측 블록을 생성한 후, 상기 생성한 L0 와 L1 예측블록의 가중치 합(예를 들어 L0와 L1 예측블록의 평균)으로 양방향 예측블록을 생성하여 RD 비용함수가 최소가 되는 머지 후보를 1차 L0와 L1 방향에 대한 머지 후보로 선택하는 머지 색인 정보를 결정할 수 있다.
부호화기는 현재 블록의 LX(X는 0을 포함하는 양의 정수)방향에 대한 움직임 정보와 머지 색인 정보를 모두를 복호화기에 전송할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 LX 방향에 대한 예측 블록은 LX 방향에 대한 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 유도된 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성할 수 있다.
한편, 부호화기는 현재 블록의 L0 방향 및 L1 방향 각각에 대한 움직임 정보와 머지 색인 정보를 모두 복호화기에 전송할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 L0 방향에 대한 예측 블록은 L0 방향에 대한 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 유도된 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성하고, L1 방향에 대한 예측 블록은 L1 방향에 대한 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 유도된 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성할 수 있다. 그리고, 현재 블록의 최종 예측 블록은 L0 방향에 대한 예측 블록 및 L1 방향에 대한 예측 블록의 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)를 통해 생성할 수 있다.
이상의 실시 예에서, 부호화기는 머지 색인 정보와 함께 머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag)를 복호화기에 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 부호화기는 별도의 머지 모드 사용 여부 정보를 전송하는 대신 머지 모드 사용 여부를 알 수 있는 화면 간 예측 지시자를 정의하여 복호화기에 전송할 수 있다.
현재 블록이 화면 간 예측(bi-prediction)을 수행하는 경우, L0 및/또는 L1 방향 별로 머지 색인 정보를 사용했는지를 부호화기/복호화기에서 알 수 있으며, 각 화면 간 예측 지시자별로 유일한 이진화 심볼값(Bin string)을 가질 수 있다.
여기서, PRED_L0는 L0 방향 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
PRED_L1는 L1 방향 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
PRED_BI는 L0와 L1 방향 각각에 대해 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
PRED_BI_MERGE_L0는 L0 방향에 대해서는 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하고, L1 방향에 대해서는 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
PRED_BI_MERGE_L1는 L1 방향에 대해서는 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하고, L0 방향에 대해서는 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
그리고, PRED_BI_MERGE_BI는 L0와 L1 방향에 대해 서로 다른 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
한편, PRED_BI_MERGE_L0, PRED_BI_MERGE_L1 및 PRED_BI_MERGE_BI는 상술한 바와 달리 아래와 같이 정의될 수도 있다.
PRED_BI_MERGE_L0는 L0 방향 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하고, L1 방향에 대해서는 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다. 이 때, L0 방향에 대한 예측블록은 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 얻어진 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성될 수 있다.
PRED_BI_MERGE_L1는 L1 방향 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하고, L0 방향에 대해서는 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다. 이 때, L1 방향에 대한 예측블록은 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 얻어진 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성될 수 있다.
PRED_BI_MERGE_BI는 L0와 L1 방향 각각에 대해 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다. 이 때, L0와 L1 방향 각각에 대한 예측블록은 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 얻어진 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성될 수 있다.
또한, 부호화기/복호화기는 아래와 같은 화면 간 예측 지시자를 더 정의할 수 있다.
일 예로, PRED_L0_MERGE는 L0 방향에 대해 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
반대로, PRED_L0_MERGE는 L0 방향에 대해 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수도 있다. 이 때, L0 방향에 대한 예측블록은 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 얻어진 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성할 수 있다.
다른 실시 예로, PRED_L1_MERGE는 L1 방향에 대해 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다.
반대로, PRED_L1_MERGE는 L1 방향에 대해 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 복호화기에 전송하는 화면 간 예측 지시자로 정의될 수 있다. 이때, L1 방향에 대한 예측블록은 움직임 예측 이후 유도된 움직임 정보와 머지 색인 정보를 통해 얻어진 각각의 예측 블록에 대한 대표값(일 예로, 중간값, 평균값, 최소값, 최대값, 가중 평균값 또는 최빈값 중 어느 하나)을 통해 생성할 수 있다.
이상에서는 움직임 정보의 전송량 절감 방법에 대해 설명하였다. 이하에서는, 도 11 및 도 14를 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법 및 영상 복호화 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 복호화기는 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다(S1101). 여기서, 시간적 머지 후보를 유도하는 방법은 도 12를 참고하여 후술하도록 한다.
복호화기는 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다(S1102).
그리고, 복호화기는 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다(S1103).
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시간적 머지 후보를 유도하는 방법을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 복호화기는 현재 블록 및 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값(tb)과 대응 위치 블록 및 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값(td)에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링할 수 있다(S1201). 스케일링 방법에 대한 설명은 도 8에서 서술하였는 바 중복설명은 생략한다.
그리고, 복호화기는 현재 블록의 주변 블록과 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 스케일링된 움직임 벡터를 보정할 수 있다(S1202).
여기서, 현재 블록의 주변 블록과 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보는, 주변 블록 및 상기 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 주변 블록의 대응 위치 블록 및 주변 블록의 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계 및 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도되어 스케일링된 움직임 벡터와 주변 블록의 움직임 벡터의 비율에 기초하여 상기 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보를 생성할 수 있다.
한편, 스케일링된 움직임 벡터의 보정은, 주변 블록과 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초한 가중치 값을 상기 스케일링된 움직임 벡터에 적용함으로써 수행 될 수 있다.
그리고, 복호화기는 현재 블록 및 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 주변 블록 및 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값이 서로 다른 경우, 영상 순서 카운트 차이값들간의 차이값에 기초하여 가중치 값을 보정할 수 있다.
한편, 복호화기는 주변 블록 위치 정보에 기초하여 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 현재 블록의 시간적 주변 블록들 중에서 스케일링된 움직임 벡터의 보정을 위해 사용되는 주변 블록을 선택할 수 있다.
또한, 복호화기는 현재 블록의 공간적 주변 블록들 중 현재 블록의 참조 영상과 동일한 참조 영상을 갖는 블록을 스케일링된 움직임 벡터의 보정을 위해 사용되는 주변 블록으로 선택할 수 있다.
스케일링된 움직임 벡터의 보정과 관련된 구체적인 설명은 도 10에서 전술하였는 바, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 도 11 및 도 12에서 설명한 시간적 머지 후보를 유도하는 방법은 부호화기에서도 동일하게 수행될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 복호화기는 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 획득할 수 있다(S1301). 여기서, 화면 간 예측 지시자는 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 지시할 수 있다.
그리고, 복호화기는 화면 간 예측 지시자를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다(S1302).
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 부호화기는 화면 간 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 결정할 수 있다(S1401).
그리고, 부호화기는 S1401의 결정에 따라, 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 부호화할 수 있다.
도 13 및 도 14의 화면 간 예측 지시자에 대한 설명은 전술하였는 바 중복설명은 생략하도록 한다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는 장치에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하는 단계;
    상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는,
    상기 주변 블록 및 상기 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록 및 상기 주변 블록의 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계; 및
    상기 주변 블록의 대응 위치 블록으로부터 유도되어 스케일링된 움직임 벡터와 상기 주변 블록의 움직임 벡터의 비율에 기초하여 상기 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계는,
    상기 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초한 가중치 값을 상기 스케일링된 움직임 벡터에 적용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 주변 블록 및 상기 주변 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값이 서로 다른 경우, 상기 영상 순서 카운트 차이값들간의 차이값에 기초하여 상기 가중치 값을 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주변 블록은,
    주변 블록 위치 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록들 및 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주변 블록은,
    상기 현재 블록의 공간적 주변 블록들 중 상기 현재 블록의 참조 영상과 동일한 참조 영상을 갖는 블록으로 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하는 단계;
    상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 시간적 머지 후보를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 시공간적 주변 블록과 상기 시공간적 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  8. 제7항의 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는 저장 매체.
  9. 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 획득하는 단계; 및
    상기 화면 간 예측 지시자를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 화면 간 예측 지시자는 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 지시하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 화면 간 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 결정에 따라, 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 부호화하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  11. 제11항의 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는 저장 매체.
  12. 현재 블록의 대응 위치 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도하고, 상기 유도된 시간적 머지 후보를 기초로 상기 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하고, 상기 생성된 머지 후보 리스트를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고,
    상기 움직임 보상부는,
    상기 현재 블록 및 상기 현재 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값과 상기 대응 위치 블록 및 상기 대응 위치 블록의 참조 영상에 대한 영상 순서 카운트 차이값에 기초하여 상기 대응 위치 블록으로부터 유도된 움직임 벡터를 스케일링하고, 상기 현재 블록의 주변 블록과 상기 주변 블록의 대응 위치 블록간의 움직임 벡터 스케일링 정보에 기초하여 상기 스케일링된 움직임 벡터를 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  13. 화면 간 예측 방향 및 화면 간 예측 모드를 지시하는 화면 간 예측 지시자를 획득하는 엔트로피 복호화부; 및
    상기 화면 간 예측 지시자를 기초로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고,
    상기 화면 간 예측 지시자는 예측 방향 별로 화면 간 예측 모드를 지시하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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